吸氣式連續(xù)旋轉爆震發(fā)動機工作特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

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

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