更新时间：2023-11-17 21:18
发动机效率（engine efficiency）是指发动机利用推进剂化学能的有效程度。发动机工作时燃料所含热能只有一部分转变为推进功，其余部分以热能或动能形式损失掉。发动机效率是评定发动机性能的指标之一，它分为热效率、推进效率和总效率。
比冲，喉部流量效率和推力效率是发动机效率的三个重要参数，而推力效率是比冲效率和喉部流量效 率的乘积，所以仅研究比冲效率和喷管喉部流量效率。为了比较，特作如下定义：
比冲效率β，在燃烧室压强、喷管扩张比和扩张半角相同的条件下，轴对称流计算所得的比冲与一维 流计算所得比冲之比；
喷管喉部流量效率η，轴对称流计算所得的喷管喉部流量与一维流计算所得的流量之比。
1、上游曲率半径对发动机效率的影响
在保持下游曲率半径R2/r1 =0.625不变时，取上游曲率半径比R1/r1，分别为：0.3215、0.625、1.0、1.25、1.5、2.0、 2.4、2.75 进行计算。
当上游曲率半径比较小时，在喉部区域壁上马赫数远大于轴上马赫数，在喉部区域壁上马赫数 转折较大，这是由于上、下游壁面曲率半径不连续而造成的。随着R1/r1的逐渐增大，喉部区域壁上马赫数 渐趋于平滑，壁上与轴上的马赫数的差距逐渐咸小，喉部及其下游的壁面马赫数降低。
由图2可见，上游曲率半径比R1/r1增大，对发动机比冲效率稍有增加，但影响很小。值得注意的是在 上、下游曲率半径相等附近，比冲效率有一明显的凸起，这是由于流场对喉部壁面曲率不连续引起的。
对喷喉流量效率有明显的影响，喷喉流量效率随的增加而增大。R1/r1越小，喉部处的流场分布 越不均匀，从而流量效率降低。
2、下游曲率半径对发动机效率的影响
在保持上游曲率半径R1/r1=0.625不变时，取下游曲率半径比R2/r1分别为:0.1、0.3、0.625、1.0、 1.25、1.6、2.0、2.4、2.75 进行计算。
在喷喉附近壁上和沿轴向的压强及马赫数是光滑连续变化的，只是喷管下游与扩张锥相接处壁上的 压强和马赫数出现了转折.转折的程度随R2/r1的增大而减小,这一转折是膨胀气流到达扩张锥壁面时受 到压缩而引起的，所有喷管都有这种现象.由于气流在此处受到压缩，气流与壁面的传热必然增加，因而热 防护层在此处附近的烧蚀往往也较严重。
比冲效率随着R2/r1的变化如图4所示，在上、下游曲率半径相等附近，比冲效率亦有一明显的凸起。 随着R2/r1的增大，喷管喉部区域横截面上的马赫数分布越趋于均匀。R2/r1对喉部流量效率的影响如 图5所示。
此外，R2/r1的增大，喷管喉部及其下游的壁面马赫数降低，使初始扩张区下游烧蚀减轻，但对于给定 扩张比的喷管，其长度就会增加，造成喷管质量的增加。
3、喷管圆柱段发动机效率的影响
在喷管上、下游圆弧半径相等(R1=R2=R)并保持R/r1=0.625不变时，计算喷管喉部圆柱段的无因次长度l/r1为 0、0.15、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 时对效率的影响。
当喷喉圆柱段较短时,壁上压强分布在喉部出现微小波折，但轴线上的压强仍大于壁面上的压强.而马赫数分布曲线仍较光滑。这说明气流在喷喉处仅受到轻微的压缩。但随着圆柱段的增长，壁上压强和马 赫数分布出现先上升后下降的较大波折，轴向压强和马赫数分布也稍有波动。随着圆柱段的进一步增长， 由于喷喉上游迅速膨胀的气流受到圆柱段剧烈压缩，使壁上压强逐渐回升，马赫数逐渐降低，在圆柱段中 部时，壁上和轴向压强、马赫数基本趋于相等,流动明显的呈现出一维特性。
从上述分析可知，圆柱段过长将使喉部的气流受到严重的压缩，从而引起气流对比壁的传热增加.加 剧喉衬的烧蚀。
不同圆柱段长度对喷管喉部流量效率的影响示于图6。由图6可见，没有圆柱段的喷管，喉部流量效 率最大，有圆柱段的喷管，在圆柱段较短时，喉部流量效率随着圆柱段的增加而逐渐下降，但随着圆柱段的 进一步增长，喉部区的流动逐渐接近于一维流动，喉部流量效率有所增加，但其影响不甚明显。
不同圆柱段长度对比冲效率的影响示于图7。由图7可见.随着l/r1,的增加，比冲效率下降。