一种椭圆形喉道偏移式气动矢量喷管的设计方法

1.一种椭圆形喉道偏移式气动矢量喷管的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、建立坐标系：设定沿喷管轴向为x轴，与x轴垂直且处于水平方向的为y轴，与x轴垂直且处于竖直方向的为z轴；步骤S2、选定喉道偏移式气动矢量喷管基准型线，沿x轴旋转一圈，得到轴对称喷管，将该轴对称喷管作为设计的基准构型；所述轴对称喷管沿x轴依次包括喷管进口、等直段、一喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张段、二喉道前部收敛段和二喉道；步骤S3、保证内流道各截面的面积不变，将各截面沿y轴方向拉伸，沿z轴方向缩短，使喷管内流道截面形状由圆形转变为椭圆形；其中y轴方向被拉伸至原来的k倍，z轴方向被缩短为原来的1/k，喷管短长轴半径之比b/a＝1/(k^2)；其中k(k＞1)为形状因子，a、b分别为椭圆形喉道偏移式气动矢量喷管的长轴半径与短轴半径；具体地，内流道截面设计选用以下任意一种：(1)、从最外侧喷管进口处将截面形状拉伸为椭圆形，即整个喷管内流道的流通截面均为椭圆形；(2)、内流道从一喉道前部收敛段某处开始将截面形状设置为椭圆形，即内流道中等直段的流通截面保持圆形，一喉道前部收敛段的流通截面由圆形过渡到椭圆形，从一喉道到二喉道的流通截面为椭圆形；(3)、内流道从二喉道前部扩张段某处开始将截面形状设置为椭圆形，即内流道中从喷管进口到一喉道的流通截面保持圆形，二喉道前部扩张段的流通截面由圆形过渡到椭圆形，使从二喉道前部收敛段到二喉道的流通截面为椭圆形；步骤S4、完善内流道各几何参数的优化修型，获得最终的椭圆形喉道偏移式气动矢量喷管；具体地，所述喷管的凹腔扩张角θ 1 取值范围为：10゜～16゜，其中凹腔扩张角θ 1 为二喉道前部扩张段的扩张角；所述喷管的凹腔收敛角θ 2 取值范围为：42゜～56゜，其中凹腔收敛角θ 2 为二喉道前部收敛段的收敛角；所述喷管凹腔真实长度L保持不变，其中凹腔真实长度L为喷管一喉道截面到出口截面的轴向长度；所述喷管的面积比A 2 /A 1 取值范围为1.2～1.5，其中A 2 为二喉道面积，A 1 为一喉道面积；在一喉道出进行倒圆处理，且倒圆半径2R t /(b+a)取值范围为0.6～1.0，其中R t 为基准轴对称构型喷管的一喉道处的倒圆半径。