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本文以发展航空发动机排气系统红外隐身技术为目的,通过数值模拟的方法对某型涡扇发动机轴对称分开排气系统进行低红外特征改型设计,并对某型涡桨发动机排气系统流场与红外特性进行了相关研究。主要内容包括以下几个方面:(1)涡扇发动机轴对称分开排气系统的流场特性和红外辐射特性数值计算研究;(2)基准轴对称分开排气系统改型为双S形二元混合排气系统,并进行流量匹配;(3)探究混合器型面类型和型面参数对双S形二元混合排气系统流场特性和红外特性的影响;(4)探究了涡桨发动机排气系统流场与红外特性的影响因素。主要研究成果包括:(1)采用二元喷管和双S形流道等红外隐身技术,对轴对称分开排气系统改型,设计得到一套满足流量匹配的低红外特征双S形二元混合排气系统。与基准轴对称分开排气系统相比,双S形二元混合排气系统在全方位探测角内的红外辐射强度降幅在44.6%以上,在下方探测面实现了对排气系统内部高温部件的全遮挡,最大降幅为93.1%;(2)研究了混合器型面类型和型面参数对双S形二元混合排气系统流动和红外特性的影响。研究结果表明:相比于环形混合器,弯曲混合器有助于改善排气系统的气动性能,排气系统推力增加了0.7%,但是不利于抑制红外辐射特征,且弯曲混合器长度越长,排气系统红外辐射强度越高;波瓣混合器不利于排气系统的气动性能,排气系统推力下降了1.3%,红外辐射强度在=0~10°和=45~90°方位角内有明显降低,固体壁面和喷流的红外辐射强度最大降幅分别为17.2%和21.3%,且波瓣宽高比越小,红外特征抑制效果越好;(3)流量匹配参数选取与混合器型面类型有关,旋转轴对称混合器双S形二元混合排气系统的流量匹配参数可选取双S形喷管进口直径和排气系统出口面积,非旋转轴对称混合器双S形二元混合排气系统的流量匹配参数可选取混合器出口面积和排气系统出口面积;(4)螺旋桨旋转形成的扰流对涡桨发动机排气系统的流场特性和红外特性有着显著的影响,且螺旋桨转速越大,涡桨发动机排气系统的红外辐射强度越小,与静止状态相比,螺旋桨转速为W=17r/s和24r/s时,涡桨发动机排气系统在α=90°方位角的红外辐射强度分别减少了30.4%和44.6%。