● 摘要
发动机高空模拟试车台（简称高空台）是在地面模拟发动机空中飞行状态和环境条件的一种试验设备，在发动机的研制中起着非常重要的作用。在进行发动机加减速试验时，随着发动机工作状态的改变，高空舱及其排气扩压器中的压力参数和气流流动状态也将改变。为了维持高空舱内压力为给定值，需要由排气调节系统通过改变排气管路上的阀门开度来完成。但是，由于排气系统的容腔较大，将会导致压力变化反馈的延迟，难以实现舱压的稳定过渡，这将严重影响发动机工作特性试验的准确性和可靠性。
本文针对发动机过渡态试验中高空舱内压力波动问题而提出的采用超声速引射器补偿发动机排气的高空舱排气引射器工作特性进行了数值模拟研究。论文首先针对现有高空舱排气引射器稳态和瞬态工作特性进行了数值计算，分析了不同飞行高度、不同飞行马赫数时高空舱及其排气扩压器内流场、压力场变化规律，计算结果模拟出了进行发动机加速瞬态试验时舱压出现的波动现象，与试验结果吻合较好。
其次，针对引射器补偿的高空舱排气引射器，数值模拟研究了在不同发动机状态、不同排气扩压器背压情况下的稳态流场、压力场分布，分析了舱压变化的基本规律。在此基础上，应用动网格技术，针对发动机“慢车”和“中间”状态，分析了不同引射器补偿总压、排气扩压器背压情况下高空舱内压力的动态变化规律，计算结果表明，采用引射器补偿可以减小发动机瞬态试验时舱压的波动，但是无法完全消除。
最后，在引射器补偿时高空舱工作特性数值研究基础上，提出了将大排气管半径增大100mm和200mm的两种优化方案，并进行了引射器补偿时高空舱工作特性数值研究，分析了不同引射器补偿总压、不同结构方案、不同飞行状态下高空舱及其排气扩压器内压力变化规律，计算结果表明，将大排气管半径增大200mm时采用引射器补偿可以有效的抑制高空舱内压力的波动。
本文研究成果可为我国发动机高空台试验时高空舱压力调节提供一种新的方法，对于提高发动机高空台试验的准确性和可靠性，提升我国发动机研制水平，具有重要的工程应用价值和现实意义。