吸氣式連續(xù)旋轉爆震發(fā)動機工作特性研究.pdf

1、本文以吸氣式連續(xù)旋轉爆震為對象，結合數(shù)值模擬及實驗研究，重點分析了爆震波的起爆過程、流場結構及傳播特性，對比研究了試驗工況、幾何構型等因素對發(fā)動機性能的影響規(guī)律。
　　對噴注面板情況下連續(xù)旋轉爆震開展了三維數(shù)值研究，燃料在頂部噴注時，穩(wěn)定傳播后的連續(xù)旋轉爆震波流場特征主要包括爆震波、斜激波、三角形可燃氣體區(qū)、可燃氣與上一輪燃燒產物的接觸面，爆震波面可抵達燃燒室頂部，但受到噴注面板阻擋，只在下側膨脹。當燃料在下游噴注時，基本流場特征

2、與燃料在噴注面板噴注時相同，但高壓爆震燃燒產物可沿軸向兩側膨脹，在兩側都形成了斜激波。通過燃料噴注位置可控制爆震燃燒放熱區(qū)位置，但對流場結構特征和傳播過程影響不大。
　　對吸氣式條件下連續(xù)旋轉爆震波進行了三維數(shù)值模擬，分析了起爆過程，發(fā)現(xiàn)初始熱射流不在反方向上引起爆震波時，起爆過程更簡單，從點火到形成穩(wěn)定傳播的爆震波時間間隔更短；穩(wěn)定傳播后的爆震波頭個數(shù)跟點火區(qū)個數(shù)無關，連續(xù)旋轉爆震波在起爆過程中具有自調節(jié)能力。在超聲速來流條件下

3、，所形成的爆震波仍可持續(xù)旋轉傳播，但高壓爆震燃燒產物會影響到進氣過程，在來流加速段內引起了正激波。對比研究了來流總溫、燃燒室半徑、放熱區(qū)位置的影響，發(fā)現(xiàn)來流總溫較高時，加速段內的正激波位置更靠下游，平均出口壓力更低、速度更高；燃燒室半徑越小，連續(xù)旋轉爆震波受曲率的影響程度較大，內、外壁面處的壓力峰值差別越大；當爆震燃燒區(qū)域位于擴張段內時，燃燒室平均壓力降低，加速段內的正激波位置更靠下游。
　　在吸氣式條件下試驗實現(xiàn)了連續(xù)旋轉爆震波

4、穩(wěn)定工作，傳播頻率達5kHz，平均傳播速度為1600m/s。保持混合氣當量比不變，爆震波傳播速度隨推進劑流量的增加略有上升，且傳播過程的穩(wěn)定性增大。通過三維數(shù)值模擬，對比研究了來流總溫、燃燒室半徑、反應區(qū)構型、來流加速段面積比和噴管面積比對發(fā)動機性能的影響。發(fā)現(xiàn)來流總溫較大、放熱區(qū)位于擴張段內、來流加速段面積比較小時，來流加速段內的正激波位置更靠下游，激波強度更大，引起的總壓損失更大，發(fā)動機性能降低；燃燒室半徑通過改變入口面積對流量和推