Page 151 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 齐 治，等： 品字形三喷管火箭橇射流-地效耦合机理及其布局效应 第 9 期

如图 10 所示，工况 2 射流在喷管出口下游 0.7 m 起始汇交。对于工况 2，3 股欠膨胀超声速射流的
发展呈现典型三阶段特征 [17] ：在 1.5 ms 时刻，射流进入初始混合区，核心区最大速度为 1 537.8 m/s，剪切
层最小速度为 262 m/s，紧密间距导致射流边缘明显变形，预示汇交趋势；2.0 ms 时刻相邻剪切层剧烈作
用排挤卷吸流体，核心区受挤压形成 1 842.5 m/s 的高速环形结构，混合层沿挤压边界以 1 161 m/s 高速扩
展；至 2.5 ms 时刻 3 股射流在近场完全合并为单一射流，对称中心形成新高速核心区，外围建立稳定边
界层。相比之下，工况 1 射流独立发展，剪切层自由扩展，呈现典型弱干涉特征。
射流干涉不仅改变了速度场结构，更对压力场的空间分布产生了深刻的重塑作用。如图 11 所示的
喷管出口下游 0.7 m 截面压力云图序列可以看出：在 2 ms 时，工况 1 保持品字形独立低压核心结构，而工
况 2 则因射流汇交融合为单一的、被环形高压区包围的低压核心。无地面工况低压区面积参数如表 3
所示，这种空间压缩效应可定量表征：此时工况 2 的低压区（p＜0.1 MPa）面积仅为工况 1 的 33%。上述
结果明确表明，干涉效应强烈抑制了射流的自由膨胀，急剧压缩了有效流动区域。

p/MPa 0.12 0.24 0.36 0.48
t=2 ms t=10 ms t=60 ms
3 3 3
2 2 2
1 1 1
r 2 /m 0 r 2 /m 0 r 2 /m 0

−1 −1 −1
−2 −2 −2

−3 −2 −1 0 1 2 3 −3 −2 −1 0 1 2 3 −3 −2 −1 0 1 2 3
r 1 /m r 1 /m r 1 /m
(a) Case 1

p/MPa 0.12 0.24 0.36 0.48
t=2 ms t=10 ms t=60 ms
3 3 3
2 2 2
1 1 1
r 2 /m 0 r 2 /m 0 r 2 /m 0
−1 −1 −1
−2 −2 −2
−3 −3 −3
−3 −2 −1 0 1 2 3 −3 −2 −1 0 1 2 3 −3 −2 −1 0 1 2 3
r 1 /m r 1 /m r 1 /m
(b) Case 2

图 11 喷管出口下游 0.7 m 截面压力云图序列
Fig. 11 Pressure contour sequence of the 0.7 m cross section downstream of nozzle outlet
图 12 展示了不同时刻单喷管轴线压力分布，对比了工况 1（无干涉）与工况 2（强干涉）下的压力演
化特性。在 2 ms 的射流初始发展阶段，紧密间距的干涉效应已显著显现：工况 2 出口压力为 0.164 MPa，
较工况 1 的 0.136 MPa 提高 21.0%，证实了近场射流间的相互挤压作用增强了局部背压；在出口下游

0.41 m 处，工况 2 形成 0.085 MPa 的局部高压，为工况 1 同位置压力 0.033 MPa 的 2.58 倍，表明射流剪切
层已发生剧烈相互作用。此后，工况 2 的压力曲线在喷管出口下游 0.55～0.83 m 区间内发生明显波动并
与工况 1 的平滑分布产生显著背离，这揭示了其流场结构经历了比自由射流更复杂的重组过程。在出口

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