超音速射流扰流板

推力损失降30%

面向火箭与涡轮发动机推力矢量控制，通过优化扰流板外形，在不明显削弱侧向力的前提下大幅降低推力损失，改善射流控制效率。

Le-Fan, Jia · 刘雁 · 李志辉 · Weikang, Shi · Yefan, He · Wei, Wu · 张家忠

Physics of Fluids 2024

参数信息

推力损失降幅

30 %

侧向力最大降幅

5.89 %

技术优势

推力损失降三成

优化扰流板外形可减少间隙泄漏流并延迟壁面流动分离，从而在保持侧向力的同时降低推力损失。

侧向力几乎不减

优化后的扰流板产生的侧向力与原始设计相当，最大降幅仅5.89%，保证了矢量控制效果。

能看清激波结构

采用有限时间李雅普诺夫指数（FTLE）和膨胀梯度识别激波和流动分离，为扰流板设计提供明确的流动物理依据。

应用场景

• 火箭推力矢量控制：用优化的扰流板在喷管出口改变推力方向，同时降低推力损失。
• 涡轮发动机喷流控制：扰流板插入喷流核心，实现快速矢量偏转并提高控制效率。
• 高超声速飞行器气动控制：通过激波结构识别辅助设计，提高高超声速飞行器的气动控制效能。