● 摘要
高度补偿喷管在空气中具有高度补偿能力已经得到了验证，所以考虑将其应用于变深度发射的喷气推进或跨介质运动的动力装置中。为了解塞式喷管在潜射导弹中的应用情况和其在水下的起动过程和性能变化，本文对塞式喷管在水下的流动特性展开研究。
本文将高度补偿喷管应用于跨介质弹道中，通过设计导弹外形、求取动力学参数、建立和求解弹道模型、分析弹道性能，发现塞式喷管应用于潜射导弹是可行的，并和传统钟型喷管比较，发现塞式喷管在跨介质飞行中存在一定优势。随后单独对塞式喷管在水下的起动特性进行了详细研究。首先利用CFD方法计算了直排式塞式喷管在空气中的起动特性，发现喷管起动后塞锥参数振荡强烈。然后对塞式喷管在水下起动过程和性能变化进行分析并和空气中进行对比，发现水下喷管起动时间更长，射流不稳定，喷管起动时会出现推力峰值，同时也得出塞式喷管在水下具有补偿特性。了解塞式喷管在水下的起动特性后，本文分别对快速建压、线性建压、延迟建压曲线下塞式喷管的起动特性和推力性能分别进行了计算和比较，入口条件对塞式喷管起动过程中气泡的发展快慢影响较大。入口压力变化越缓，起动时产生的推力峰值越小。为了解塞式喷管中塞锥对内喷管起动的影响，又对截断塞锥的喷管进行了计算分析，并和全长型塞式喷管的结果进行对比，结果显示，塞锥结构使得内喷管出口参数更加稳定。本文通过计算塞式喷管在水下的流动特性，对这种高度补偿喷管在水下的应用情况进行了探索，研究结果为水下推进及高度补偿喷管在水下的应用研究方面提供了一个参考。