一种双钟形喷管型面设计方法、双钟形喷管及电子设备与流程

1.本技术涉及液体火箭发动机技术领域，尤其涉及一种双钟形喷管型面设计方法、双钟形喷管及电子设备。


背景技术：

2.喷管将发动机燃烧室产生的高温高压的燃气以高速喷出，进而产生运载火箭所需的推力，其工作性能的高低直接影响到发动机推力的大小和火箭运载能力的强弱。传统的固定面积比轴对称喷管为当前火箭发动机最常用的喷管类型，但大面积比的传统喷管在低空的过膨胀状态下容易产生流动分离现象，而流动分离往往非对称，给喷管带来有害的侧向载荷，危及发动机结构和火箭入轨精度。目前通过限制喷管面积比来避免流动分离现象的出现，但同时也限制了发动机在整个飞行过程中的综合性能。因此，亟需一种最大推力的双钟形喷管型面设计方法，以解决现有在通过限制喷管面积比来避免流动分离现象的出现，但同时也限制了发动机在整个飞行过程中的综合性能的问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种双钟形喷管型面设计方法、双钟形喷管及电子设备，以解决现有在通过限制喷管面积比来避免流动分离现象的出现，但同时也限制了发动机在整个飞行过程中的综合性能的问题。
4.第一方面，本技术提供一种双钟形喷管型面设计方法，所述方法包括：
5.基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线；
6.确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数；
7.基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点；
8.基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面；
9.基于所述型面转折点和所述延伸段最大推力控制面确定延伸段特征线网；
10.基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面。
11.采用上述技术方案的情况下，本技术实施例提供的双钟形喷管型面设计方法，通过基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线；确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数；基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点；基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面；基于所述型面转折点和所述延伸段最大推力控制面确定延伸段特征线网；基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面，能够实现双钟形喷管的延伸段最大推力型面的设计，保证双钟形喷管不仅拥有最高的低空性能，也具有最大的高空性能。通过型面设计手段使双钟形喷管产生的推力最大化，避免了额外的结构和重量，具有结构简单、效果显著等优点，该最大推力的双钟形喷管的设计方法外延性强，能够适用于以尖点膨胀起始的其他喷管的最大推力型面设计。
12.在一种可能的实现方式中，在所述基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面之后，还包括：
13.在所述型面转折点处的气流参数、所述延伸段最大推力控制面起始点和所述延伸段最大推力控制面对应的流量不满足预设流量守恒条件的情况下，通过二分法调整型面转折角的方式确定当前最大推力控制面起始点，直至满足所述预设流量守恒条件。
14.在一种可能的实现方式中，所述确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数，包括：
15.通过普朗特-梅耶膨胀波关系式确定所述延伸段型面的所述型面转折点处的气流参数；
16.通过特征线法确定所述型面转折控制区气流参数。
17.在一种可能的实现方式中，所述基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线，包括：
18.获取所述基础段型面；
19.将所述基础段型面中基础段型面的最后一条右行特征线确定为所述延伸段型面的所述起始特征线。
20.在一种可能的实现方式中，所述基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点，包括：
21.确定所述型面转折控制区的最后一条右行特征线；
22.确定所述最后一条右行特征线中满足预设对应关系的点为所述延伸段最大推力控制面起始点。
23.在一种可能的实现方式中，所述基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面，包括：
24.确定所述延伸段最大推力控制面起始点和所述喷管出口点之间的左行特征线为所述延伸段最大控制面。
25.在一种可能的实现方式中，所述基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面，包括：
26.将所述延伸段特征线网中满足喷管流量守恒的流线确定为所述最大推力延伸段型面。
27.在一种可能的实现方式中，所述预设对应关系包括：
[0028][0029][0030]
和
[0031]
其中，所述ma表示马赫数；所述θ为气流速度方向与x轴的夹角，所述μ为气流马赫
角，所述y为径向坐标，所述e为开口点，所述m
*
为指代所述m
e*
为开口点e处的m
*
。
[0032]
第二方面，本技术还提供一种双钟形喷管，包括喷管收缩段和通过第一方面任一所述的双钟形喷管型面设计方法设计出的所述双钟形喷管型面；其中，所述双钟形喷管型面包括所述基础段型面和所述延伸段型面；
[0033]
所述喷管收缩段、所述基础段型面和所述延伸段型面依次固定连接；
[0034]
所述喷管收缩段与所述基础段型面连接处界面形成喷管喉道截面；
[0035]
所述基础段型面与所述延伸段型面连接处形成双钟形喷管扩张段的所述型面转折点，连接处界面形成所述基础段型面的出口截面；
[0036]
所述延伸段型面的出口截面为所述双钟形喷管的出口截面。
[0037]
第二方面提供的双钟形喷管的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的双钟形喷管型面设计方法的有益效果相同，此处不做赘述。
[0038]
第三方面，本技术还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行第一方面任一可能的实现方式描述的双钟形喷管型面设计方法。
[0039]
第三方面提供的电子设备的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的双钟形喷管型面设计方法的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0040]
此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0041]
图1示出了本技术实施例提供的一种双钟形喷管的结构示意图；
[0042]
图2示出了本技术实施例提供的一种双钟形喷管型面设计方法的流程示意图；
[0043]
图3示出了本技术实施例提供的另一种双钟形喷管型面设计方法的流程示意图；
[0044]
图4示出了本技术实施例提供的一种基础段面积比εb＝40和延伸段面积比εe＝100的不同延伸段型面的双钟形喷管性能对比结果示意图；
[0045]
图5为本技术实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；
[0046]
图6为本技术实施例提供的芯片的结构示意图。
[0047]
附图标记：
[0048]
01-喷管收缩段；02-双钟形喷管型面；021-基础段型面；022-延伸段型面；a-喷管喉道截面；b-起始特征线；c-型面转折点；d-基础段型面的出口截面；e-双钟形喷管的出口截面；l-型面转折控制区；y-延伸段最大推力控制面起始点；p-延伸段特征线网；t-喷管出口点；k-延伸段最大控制面；e-型面转折角；300-电子设备；310-处理器；320-通信接口；330-存储器；340-通信线路；400-芯片；440-总线系统。
具体实施方式
[0049]
为了便于清楚描述本技术实施例的技术方案，在本技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0050]
需要说明的是，本技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0051]
本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0052]
传统的固定面积比轴对称喷管为当前火箭发动机最常用的喷管类型，但大面积比的传统喷管在低空的过膨胀状态下容易产生流动分离现象，而流动分离往往非对称，给喷管带来有害的侧向载荷，危及发动机结构和火箭入轨精度。目前通过限制喷管面积比来避免流动分离现象的出现，但同时也限制了发动机在整个飞行过程中的综合性能。
[0053]
若想在保证发动机可靠性的前提下增大喷管面积比，以提高发动机性能，则需要对大面积比喷管在低空下的流动分离现象进行控制。双钟形喷管在小面积比的基础喷管型面的基础上，额外转折延伸一段大面积比型面。在低空状态下，分离点处于型面转折点处，从而可以避免非对称分离和侧向载荷的出现。在高空状态下，气流重新附着在延伸段型面上，喷管工作在大面积比状态下，从而有效提高了发动机性能。
[0054]
对于基础段喷管型面，可采用最大推力喷管、截短理想喷管型面及抛物形喷管型面等进行设计。而对于延伸段型面，还未有统一的设计原则。为了使双钟形喷管在不同工作阶段均具有最高的性能，基础段和延伸段喷管均应采用最大推力型面进行设计。尽管基础最大推力喷管的设计方法较为成熟，但延伸段最大推力型面的设计方法却不甚明晰，从而制约了双钟形喷管性能最大程度的发挥。
[0055]
在此背景下，本技术实施例提供一种双钟形喷管型面设计方法，通过对延伸段最大推力型面的有效设计，保证双钟形喷管在整个飞行过程中均处于最高性能状态，具体如下：
[0056]
图1示出了本技术实施例提供的一种双钟形喷管的结构示意图，如图1所示，包括喷管收缩段01和本技术任一所述的双钟形喷管型面设计方法设计出的所述双钟形喷管型面02；其中，所述双钟形喷管型面02包括所述基础段型面021和所述延伸段型面022；
[0057]
所述喷管收缩段01、所述基础段型面021和所述延伸段型面022依次固定连接；
[0058]
所述喷管收缩段01与所述基础段型面021连接处界面形成喷管喉道截面a；
[0059]
所述基础段型面021与所述延伸段型面022连接处形成双钟形喷管扩张段的所述型面转折点c，连接处界面形成所述基础段型面的出口截面d；
[0060]
所述延伸段型面022的出口截面为所述双钟形喷管的出口截面e。
[0061]
综上所述，本技术实施例提供的双钟形喷管，包括通过喷管收缩段和通过本技术实施例所述的双钟形喷管型面设计方法设计出的所述双钟形喷管型面；其中，所述双钟形喷管型面包括所述基础段型面和所述延伸段型面；所述喷管收缩段、所述基础段型面和所述延伸段型面依次固定连接；所述喷管收缩段与所述基础段型面连接处界面形成喷管喉道截面；所述基础段型面与所述延伸段型面连接处形成双钟形喷管扩张段的所述型面转折点，连接处界面形成所述基础段型面的出口截面；所述延伸段型面的出口截面为所述双钟形喷管的出口截面，通过对双钟形喷管型面中延伸段最大推力型面的有效设计，保证了双钟形喷管在整个飞行过程中均处于最高性能状态。
[0062]
图2示出了本技术实施例提供的一种双钟形喷管型面设计方法的流程示意图，如图2所示，所述方法包括：
[0063]
步骤101：基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线。
[0064]
在本技术中，可以获取所述基础段型面；将所述基础段型面中基础段型面的最后一条右行特征线确定为所述延伸段型面的所述起始特征线b。
[0065]
步骤102：确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数。
[0066]
在本技术中，可以通过普朗特-梅耶膨胀波关系式确定所述延伸段型面的所述型面转折点处的气流参数；通过特征线法确定所述型面转折控制区气流参数。
[0067]
步骤103：基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点。
[0068]
在本技术中，可以确定所述型面转折控制区的最后一条右行特征线；确定所述最后一条右行特征线中满足预设对应关系的点为所述延伸段最大推力控制面起始点。
[0069]
步骤104：基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面。
[0070]
在本技术中，可以确定所述延伸段最大推力控制面起始点和所述喷管出口点之间的左行特征线为所述延伸段最大控制面。
[0071]
步骤105：基于所述型面转折点和所述延伸段最大推力控制面确定延伸段特征线网。
[0072]
步骤106：基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面。
[0073]
在本技术中，将所述延伸段特征线网中满足喷管流量守恒的流线确定为所述最大推力延伸段型面。
[0074]
综上所述，本技术实施例提供的双钟形喷管型面设计方法，通过基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线；确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数；基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点；基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面；基于所述型面转折点和所述延伸段最大推力控制面确定延伸段特征线网；基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面，能够实现双钟形喷管的延伸段最大推力型面的设计，保
证双钟形喷管不仅拥有最高的低空性能，也具有最大的高空性能。通过型面设计手段使双钟形喷管产生的推力最大化，避免了额外的结构和重量，具有结构简单、效果显著等优点，该最大推力的双钟形喷管的设计方法外延性强，能够适用于以尖点膨胀起始的其他喷管的最大推力型面设计。
[0075]
图3示出了本技术实施例提供的另一种双钟形喷管型面设计方法的流程示意图，如图3所示，所述方法包括：
[0076]
步骤201：基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线。
[0077]
在本技术中，获取所述基础段型面；将所述基础段型面中基础段型面的最后一条右行特征线确定为所述延伸段型面的所述起始特征线。
[0078]
具体的，本技术中的基础段型面021可以采用最大推力喷管型面设计，其面积比εb的设计应保证在地面状态时，基础段型面对应的喷管内不出现明显的流动分离，长度lb为70～80％的等面积比锥形喷管长度。延伸段型面022对应的喷管面积的面积比εe由发动机总体给定，长度le＝0.8～1.2lb。延伸段型面022为最大推力型面，以保证双钟形喷管能够获得最高的性能。
[0079]
步骤202：确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数。
[0080]
在本技术中，可以通过普朗特-梅耶膨胀波关系式确定所述延伸段型面的所述型面转折点处的气流参数；通过特征线法确定所述型面转折控制区气流参数。
[0081]
参见图1，预先给定型面转折角eα＝20
°
，并将其离散。采用如式(1)所示的普朗特-梅耶膨胀波关系式计算型面转折点c处的气流参数，并采用特征线法计算型面转折控制区l的气流参数。
[0082][0083]
其中，式中ν为普朗特-梅耶角，ma为马赫数，γ为气流比热比。
[0084]
步骤203：基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点。
[0085]
在本技术中，上述步骤203的具体实现过程可以包括：
[0086]
子步骤s1：确定所述型面转折控制区的最后一条右行特征线；
[0087]
子步骤s2：确定所述最后一条右行特征线中满足预设对应关系的点为所述延伸段最大推力控制面起始点。
[0088]
其中，所述预设对应关系包括：
[0089][0090]
[0091]
和
[0092]
其中，所述ma表示马赫数；所述θ为气流速度方向与x轴的夹角，所述μ为气流马赫角，所述y为径向坐标，所述e为开口点，所述m
*
为指代所述m
e*
为开口点e处的m
*
。
[0093]
在本技术中，可以在型面转折控制区l的最后一条右行特征线上寻找满足上述公式(2)、(3)和(4)的延伸段最大推力控制面起始点y。
[0094]
步骤204：基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面。
[0095]
在本技术中，可以确定所述延伸段最大推力控制面起始点y和所述喷管出口点t之间的左行特征线为所述延伸段最大控制面k。
[0096]
步骤205：在所述型面转折点处的气流参数、所述延伸段最大推力控制面起始点和所述延伸段最大推力控制面对应的流量不满足预设流量守恒条件的情况下，通过二分法调整型面转折角的方式确定当前最大推力控制面起始点，直至满足所述预设流量守恒条件。
[0097]
在本技术中，如果流经型面转折点c与延伸段最大推力控制面起始点y的流量和流经延伸段最大控制面的流量不满足公式(5)：
[0098]
则采用二分法改变型面转折角c，重复步骤201-204，重新确定延伸段最大推力控制面起始点c，直至流过型面转折点c与延伸段最大推力控制面起始点y的流量和流经延伸段最大控制面的流量满足公式(5)。
[0099]
步骤206：基于所述型面转折点和所述延伸段最大推力控制面确定延伸段特征线网。
[0100]
在本技术中，可以在型面转折点和延伸段最大推力控制面间构建起延伸段特征线网p。
[0101]
步骤207：基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面。
[0102]
在本技术中，将所述延伸段特征线网中满足喷管流量守恒的流线确定为所述最大推力延伸段型面，可以进一步输出双钟形喷管型面坐标参数。
[0103]
图4示出了本技术实施例提供的一种基础段面积比εb＝40和延伸段面积比εe＝100的不同延伸段型面的双钟形喷管性能对比结果示意图，横轴表示型面转折角，纵轴表示双钟形喷管比冲性能，toc表示最大推力的双钟形喷管，cp表示延伸段等压分布的双钟形喷管，pp表示延伸段逆压梯度分布的双钟形喷管，如图4可以看出，采用本发明提供的设计方法得到的最大推力的双钟形喷管性能最高，充分实现了设计目的。
[0104]
综上所述，本技术实施例提供的双钟形喷管型面设计方法，能够实现双钟形喷管的延伸段最大推力型面的设计，保证双钟形喷管不仅拥有最高的低空性能，也具有最大的高空性能。通过型面设计手段使双钟形喷管产生的推力最大化，避免了额外的结构和重量，
具有结构简单、效果显著等优点，该最大推力的双钟形喷管的设计方法外延性强，能够适用于以尖点膨胀起始的其他喷管的最大推力型面设计。
[0105]
本技术实施例中的电子设备可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，pda)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(network attached storage，nas)、个人计算机(personal computer，pc)、电视机(television，tv)、柜员机或者自助机等，本技术实施例不作具体限定。
[0106]
本技术实施例中的电子设备可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本技术实施例不作具体限定。
[0107]
图5示出了本技术实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。如图5所示，该电子设备300包括处理器310。
[0108]
如图5所示，上述处理器310可以是一个通用中央处理器(central processing unit，cpu)，微处理器，专用集成电路(application-specific integrated circuit，asic)，或一个或多个用于控制本技术方案程序执行的集成电路。
[0109]
如图5所示，上述电子设备300还可以包括通信线路340。通信线路340可包括一通路，在上述组件之间传送。
[0110]
可选的，如图5所示，上述电子设备还可以包括通信接口320。通信接口320可以为一个或多个。通信接口320可使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信。
[0111]
可选的，如图5所示，该电子设备还可以包括存储器330。存储器330用于存储执行本技术方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本技术实施例提供的方法。
[0112]
如图5所示，存储器330可以是只读存储器(read-onlymemory，rom)或可存储静态和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器330可以是独立存在，通过通信线路340与处理器310相连接。存储器330也可以和处理器310集成在一起。
[0113]
可选的，本技术实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本技术实施例对此不作具体限定。
[0114]
在具体实现中，作为一种实施例，如图5所示，处理器310可以包括一个或多个cpu，如图5中的cpu0和cpu1。
[0115]
在具体实现中，作为一种实施例，如图5所示，终端设备可以包括多个处理器，如图
5中的处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。
[0116]
图6是本技术实施例提供的芯片的结构示意图。如图6所示，该芯片400包括一个或两个以上(包括两个)处理器310。
[0117]
可选的，如图6所示，该芯片还包括通信接口320和存储器330，存储器330可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供操作指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(non-volatile random access memory，nvram)。
[0118]
在一些实施方式中，如图6所示，存储器330存储了如下的元素，执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集。
[0119]
在本技术实施例中，如图6所示，通过调用存储器存储的操作指令(该操作指令可存储在操作系统中)，执行相应的操作。
[0120]
如图6所示，处理器310控制终端设备中任一个的处理操作，处理器310还可以称为中央处理单元(central processing unit，cpu)。
[0121]
如图6所示，存储器330可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器330的一部分还可以包括nvram。例如应用中存储器、通信接口以及存储器通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为总线系统440。
[0122]
如图6所示，上述本技术实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、asic、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0123]
一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被运行时，实现上述实施例中由终端设备执行的功能。
[0124]
一方面，提供一种芯片，该芯片应用于终端设备中，芯片包括至少一个处理器和通信接口，通信接口和至少一个处理器耦合，处理器用于运行指令，以实现上述实施例中由双钟形喷管型面设计方法执行的功能。
[0125]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储
介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，dvd)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state drive，ssd)。
[0126]
尽管在此结合各实施例对本技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本技术过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
[0127]
尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述，显而易见的，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明，且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包括这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，所述方法包括：基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线；确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数；基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点；基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面；基于所述型面转折点和所述延伸段最大推力控制面确定延伸段特征线网；基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面。2.根据权利要求1所述的双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，在所述基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面之后，还包括：在所述型面转折点处的气流参数、所述延伸段最大推力控制面起始点和所述延伸段最大推力控制面对应的流量不满足预设流量守恒条件的情况下，通过二分法调整型面转折角的方式确定当前最大推力控制面起始点，直至满足所述预设流量守恒条件。3.根据权利要求1所述的双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，所述确定所述延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数，包括：通过普朗特-梅耶膨胀波关系式确定所述延伸段型面的所述型面转折点处的气流参数；通过特征线法确定所述型面转折控制区气流参数。4.根据权利要求1所述的双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，所述基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线，包括：获取所述基础段型面；将所述基础段型面中基础段型面的最后一条右行特征线确定为所述延伸段型面的所述起始特征线。5.根据权利要求1所述的双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，所述基于所述型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点，包括：确定所述型面转折控制区的最后一条右行特征线；确定所述最后一条右行特征线中满足预设对应关系的点为所述延伸段最大推力控制面起始点。6.根据权利要求5所述的双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，所述基于所述延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面，包括：确定所述延伸段最大推力控制面起始点和所述喷管出口点之间的左行特征线为所述延伸段最大控制面。7.根据权利要求1所述的双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，所述基于所述延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面，包括：将所述延伸段特征线网中满足喷管流量守恒的流线确定为所述最大推力延伸段型面。8.根据权利要求5所述的双钟形喷管型面设计方法，其特征在于，所述预设对应关系包括：
其中，所述ma表示马赫数；所述θ为气流速度方向与x轴的夹角，所述μ为气流马赫角，所述y为径向坐标，所述e为开口点，所述m
*
为指代所述m
e*
为开口点e处的m
*
。9.一种双钟形喷管，其特征在于，包括通过喷管收缩段和权利要求1至8任一所述的双钟形喷管型面设计方法设计出的所述双钟形喷管型面；其中，所述双钟形喷管型面包括所述基础段型面和所述延伸段型面；所述喷管收缩段、所述基础段型面和所述延伸段型面依次固定连接；所述喷管收缩段与所述基础段型面连接处界面形成喷管喉道截面；所述基础段型面与所述延伸段型面连接处形成双钟形喷管扩张段的所述型面转折点，连接处界面形成所述基础段型面的出口截面；所述延伸段型面的出口截面为所述双钟形喷管的出口截面。10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得执行权利要求1至8任一所述的双钟形喷管型面设计方法。

技术总结
本申请公开一种双钟形喷管型面设计方法、双钟形喷管及电子设备，涉及液体火箭发动机技术领域。方法包括：基于基础段型面确定延伸段型面的起始特征线；确定延伸段型面的型面转折点处的气流参数和型面转折控制区气流参数；基于型面转折控制区对应的参数确定延伸段最大推力控制面起始点；基于延伸段最大推力控制面起始点和喷管出口点确定延伸段最大推力控制面；基于型面转折点和延伸段最大推力控制面确定延伸段特征线网；基于延伸段特征线网确定最大推力延伸段型面，通过型面设计手段使双钟形喷管产生的推力最大化，避免了额外的结构和重量，具有结构简单、效果显著等优点，此方法外延性强，能够适用于以尖点膨胀起始的其他喷管的最大推力型面设计。最大推力型面设计。最大推力型面设计。


技术研发人员：刘亚洲 李平 胡海峰 张振臻 王凯 杨宛霖 谢豫
受保护的技术使用者：西安航天动力研究所
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/7