喷管的用途是在燃气从喷管排出之前提高其速度，收集燃气流并使其变直。为了获得大的推力值，排气必须具有很高的动能，这意味着具有很高的排气速度。通常通过喷管前、后的落压比来控制膨胀过程，当出口压力等于外界压力时，对于给定的发动机来说，就获得了最大的推力。

7.1.4.1　喷管设计要求

喷管的设计要求如下：

1）喷管推力系数高、气流损失小。

2）以最小的总压损失把气流加速到尽可能高的速度。

3）匹配出口压力和周围大气压力，使其尽可能接近。

4）允许加力燃烧室工作不影响主发动机工作——需要采用可调喉道面积喷管。

5）需要时抑制喷气噪声、雷达反射和红外辐射（IR）。(www.daowen.com)

6）采用二元和轴对称喷管，需要时可调节推力矢量。

7.1.4.2　喷管设计流程

（1）选定喷管类型

喷气发动机使用的两种基本型喷管是收敛喷管和收敛扩张喷管。当喷管压比低（大约小于4）时，就采用收敛型喷管，亚声速飞机的发动机一般采用收敛型喷管；如果喷管压比很高（大于4 左右），则采用收敛—扩张喷管，超声速飞机上的高性能发动机一般采用某种形式的收敛—扩张喷管。如果该发动机带加力燃烧室，通常要调节喷管喉道，保持加力燃烧室上游的发动机部分工作条件不变。此外，出口面积必须调整，以使在不同流动条件下管内和管外静压在出口处匹配并产生最大的非安装推力。

（2）确定尾喷管面积控制（调节）规律

首先是确定发动机所要求的喷管控制规律。作为尾喷管设计的开始点，在每种飞行状态下，喷管面积比A9/A8和喷管安装损失都是在理想膨胀（P9/P0=1）的基础上计算的。合理的开始点是根据发动机成熟性能计算得出A9/A8对A8的关系曲线，确定喷口面积比。超声速飞行状态通常要求大的喷口面积比（A9/A8），亚声速巡航时喷口面积比约为1.28，而超声（音）速巡航时就要1.96。

（3）喷管几何设计

排气喷管几何的初步设计从选择主喷管半角（θ）和副喷管半角（α）的最大值开始，θ 和 α 位置如图2－40 所示。θ 的增加会减小主喷管的长度和重量，但可能增加喷管的总重。α 的增加使速度系数增大、角度系数减小、喷管长度和重量减小，并使总推力系数改变。所以当考虑喷管重量时，喷管半角（θ 和α）的选择本身是一个复杂的设计问题。根据这两个角度，即可估算喷管长度。完成尾喷管的几何形状和面积比设计后，应该对喷管的性能和安装损失估算作出修正。