就国外冲压增程弹药的发展现状来看，中大口径弹药采用冲压增程技术以后其射程可以达到80km，增程率达100%。放眼未来，陆军应该向低成本、远程压制弹药的的大方向发展，单独考虑增程炮弹，冲压发动机增程弹是主要发展方向之一。而冲压发动机增程中，采用固体火箭冲压发动机作为动力装置是冲压增程炮弹的主要选择。由于冲压增程炮弹和普通炮弹的外形有了很大的区别，想要研究发展冲压增程技术，对冲压增程炮弹绕流流场的研究就显得尤为重要，同时还可以了解其空气动力特性，也是冲压增程炮弹工程设计的前提，因此具有更加重要意义。

1.3  计算流体力学

计算流体力学的兴起促进了实验研究和理论分析方法的发展，为各类流动模型的建立提供了更多的依据，使很多分析方法得到发展和完善。然而，更重要的是计算流体力学采用它独有的新的研究方法—数值模拟方法—研究流体运动的基本物理特性。这种方法的特点如下

（1）离散解，流体力学计算结果时所计算区域内的离散解，而非解析解。这区别于一般理论分析方法。

（2）对计算机技术的依赖性。它模拟的流体运动的复杂程度、所计算问题的适用范围和所能模拟的物理条件以及得出的计算结果的精度，都与计算机的硬件条件有关，所以计算流体力学的兴起，与计算机的发展密不可分。

（3）准确性，如果对物理问题的分析理解较为透彻深入，对其数学模型的建立包括数学方程及有关的边界条件较为充足，则可以定量的研究很多流动参数，例如马赫数、雷诺数、气体性质等。这样就弥补了风洞实验的不足之处。要建立正确的数学方程必须与实验研究的结果相互呼应，而且对于很多实际问题的多维非线性偏微分方程组都非常的繁琐，现有的理论研究方法还不足以满足它的求解。

1.4  研究的主要方向及其内容

本次研究主要是针对冲压增程炮弹的气动外形的设计与流场模拟。主要研究目的是在建立冲压增程炮弹绕流流场物理数学模型的基础上，研究冲压增程炮弹绕流流场的流动规律，为冲压增程炮弹工程设计提供技术支持。本论文的主要研究工作如下：来!自~751论-文|网www.751com.cn

（1）冲压炮弹的气动结构设计及外形设计

（2）计马赫数下统一内流场的数值模拟（带化学反应）

（3）变喷管喉径条件下统一内流场数值模拟（带化学反应）

（4）非设计点统一内六常数值模拟（带化学反应）

2  固体燃料冲压发动机气动结构的设计方法

2.1  固体燃料冲压发动机基本结构

相对于其他形式的冲压发动机来说，固体燃料冲压发动机的设计结构更为简易，主要结构有进气道，燃烧室和喷管。而燃烧室又可以细分为突扩台阶和补燃室等等结构。

正如前文所说，SFRJ在结构上可能较为简单明了，但原理上市与其他形式的冲压发动机相似的，它的工作状态是在超音速下，即无法自己启动工作，需要助推装置来辅助加速。由于本文的研究对象是炮弹，所以足以保证启动条件。

单路进气的燃烧室空气由进气道压缩之后直接进入燃烧室与燃料混合，结构简单，便于设计和制造，但是与双路进气道相比，它的燃烧效率较低，对燃料的利用率低，其效率主要取决于燃烧室内燃气与來流空气的混合均匀度。双路进气道除了进气道外，空气可由旁路直接进入补燃室，从而使燃烧效率大大提高。