● 摘要
发动机排气系统的红外辐射是直升机短波辐射的主要来源，其辐射强度对于直升机的生存力至关重要。本文利用CAD/CFD/IR（Infrared Radiation）技术发展了一种排气系统红外辐射数值仿真方法，在此基础上通过仿真计算红外抑制器的方位辐射特性，对排气系统红外辐射的抑制效果进行了分析研究。
在数值仿真中，采用投影-分组法离散CFD流场来解决其与红外辐射计算的兼容性问题。采用将离散化的排气系统流场、辐射传输方程（Radiative Transfer Equation, RTE）和气体辐射参数计算模型相结合的方法计算热空腔-尾焰组合辐射。气体辐射参数计算模型分别采用了指数宽谱带模型（Exponential Wide Band Model, EWBM）和单线组模型（Single Line Group Model, SLGM），得到了两种红外辐射计算方法。通过两个算例对比了EWBM和SLGM的计算精度，验证了EWBM方法在排气系统红外辐射数值计算与分析方面的可行性和有效性。
最后，利用上述仿真方法对比分析了喷管形状、混合管形状对红外抑制器性能的影响，分析了不同喷管—混合管组合形成的红外抑制器的方位辐射特性，得出了一些有益的结论：
（1）相对于圆直喷管，波瓣喷管由于其优越的引射掺混性能而使其在侧向的辐射明显降低，但由于波瓣张角的存在，其在正后方向的辐射大于圆直喷管。
（2）加装混合管会对尾喷管高温部件和尾焰形成遮挡，也会增强引射掺混作用，从而显著降低排气喷管的辐射强度；具体而言，直混合管可降低排气喷管侧向的辐射强度；而上弯混合管还因更大范围内的遮挡以及尾焰流向的改变，可同时在侧向和后向大大降低红外辐射。
（3）波瓣喷管与直混合管搭配同样不能抑制正后向的辐射，还会因波瓣喷管对混合管的加热而增加侧向的辐射；而与上弯混合管搭配则巧妙地解决了后向无遮挡问题和侧向加热问题，使得波瓣-上弯抑制器的红外抑制能力最好。