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脉冲爆震发动机工作原理与循环分析 被引量:19
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作者 严传俊 刘军 +3 位作者 范玮 何立明 雷恒仁 王绍卿 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期56-63,共8页
阐述了脉冲爆震发动机工作原理,对脉冲爆震发动机热效率、循环过程及性能进行了初步分析。建立了脉冲爆震发动机工作过程、热力参数及其性能分析方法。
关键词 脉动式 喷气发动机 理论 循环 分析
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三维贴体坐标系下燃烧室中两相反应流的数值模拟 被引量:7
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作者 严传俊 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 1995年第1期54-62,共9页
本文提供了现代航空发动机主燃烧室中三维两相燃烧流场的数值计算方法。气相场在欧拉坐标系中用SIMPLE算法求解;液相场在拉格朗勒坐标系中用PSIC算法求解。本数值计算程序采用了k-ε双方程湍流模型,旋涡破碎湍流燃烧模型... 本文提供了现代航空发动机主燃烧室中三维两相燃烧流场的数值计算方法。气相场在欧拉坐标系中用SIMPLE算法求解;液相场在拉格朗勒坐标系中用PSIC算法求解。本数值计算程序采用了k-ε双方程湍流模型,旋涡破碎湍流燃烧模型,六通量热辐射模型,采用了三维非正交曲线坐标系,压力交错网格。使用了代数和微分方程相结合的方法生成三维贴体网格。对CFM56燃烧室中单个扇形火焰筒的燃烧流进行了数值模拟,与已公布的试验结果进行了比较,符合良好。 展开更多
关键词 两相反应流 数值模拟 三维贴体坐标系
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回流区中对涡与扩散火焰相互作用的数值模拟
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作者 严传俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第4期49-56,共8页
对涡与扩散火焰的相互作用是涡轮喷气发动机燃烧室中十分重要的问题.本研究通过数值计算揭示了在对涡形成的流场中扩散火焰的结构以及扩散火焰对流场的影响.当不考虑释热引起密度变化时,数值解与相应的解析解符合较好.
关键词 透平喷气发动机 加力燃烧室 扩散火焰 涡流
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两相脉冲爆震发动机模型试验研究 被引量:19
4
作者 黄希桥 严传俊 +2 位作者 张群 雷恒仁 范玮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期108-110,共3页
为了探索气 液两相脉冲爆震发动机模型内特征参数对产生爆震波的影响规律 ,系统地测试了以汽油为燃料、以空气为氧化剂的气 液两相脉冲爆震发动机模型在不同点火频率及不同余气系数下爆震波的峰值压力以及平均爆震波速 ,并对其变化进行... 为了探索气 液两相脉冲爆震发动机模型内特征参数对产生爆震波的影响规律 ,系统地测试了以汽油为燃料、以空气为氧化剂的气 液两相脉冲爆震发动机模型在不同点火频率及不同余气系数下爆震波的峰值压力以及平均爆震波速 ,并对其变化进行了分析。通过分析实验结果发现 ,当余气系数α增大时 ,爆震波发动机性能下降 ,在爆震室长度一定时 ,点火频率等于脉冲爆震频率。 展开更多
关键词 两相燃烧 脉冲爆发动机 脉动工喷气发动机 模型试验
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脉冲爆震发动机模型机爆震室壁温分布试验研究 被引量:15
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作者 郑龙席 严传俊 +3 位作者 范玮 张群 黄希桥 雷恒仁 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第4期344-347,共4页
利用TVS2000 MKⅡ热成像仪,在脉冲爆震发动机原理性试验模型上,对爆震燃烧室在多循环工作状态下的外壁面温度分布进行了实验研究.发现爆震室外壁面温度分布呈现从前到后逐渐升高的趋势,距推力壁近的区域上升斜率大,距推力壁远的区域上... 利用TVS2000 MKⅡ热成像仪,在脉冲爆震发动机原理性试验模型上,对爆震燃烧室在多循环工作状态下的外壁面温度分布进行了实验研究.发现爆震室外壁面温度分布呈现从前到后逐渐升高的趋势,距推力壁近的区域上升斜率大,距推力壁远的区域上升斜率趋缓,并在爆燃转变为爆震后的区域内温度梯度较小.壁温分布热平衡时间随爆震频率的升高而减小,且基本上呈线性关系.同一轴向位置处,壁温随爆震频率的升高而升高,并呈线性关系.同一爆震频率下,不同轴向位置处,壁温随时间的变化规律基本相同. 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 多循环 爆震燃烧室 温度分布 热成像仪
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装有脉冲爆震主燃烧室的燃气涡轮发动机热力性能计算 被引量:11
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作者 邓君香 严传俊 +2 位作者 郑龙席 邱华 蒋联友 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期362-367,共6页
建立了用脉冲爆震燃烧室代替传统燃气涡轮发动机主燃烧室的热力性能分析模型,进行了装有脉冲爆震主燃烧室的混合式燃气涡轮发动机与传统燃气涡轮发动机在设计点的工作参数和性能参数的对比与分析,还比较了飞行状态改变时2种发动机性能... 建立了用脉冲爆震燃烧室代替传统燃气涡轮发动机主燃烧室的热力性能分析模型,进行了装有脉冲爆震主燃烧室的混合式燃气涡轮发动机与传统燃气涡轮发动机在设计点的工作参数和性能参数的对比与分析,还比较了飞行状态改变时2种发动机性能变化趋势。计算结果表明:与传统燃气涡轮发动机相比,装有脉冲爆震主燃烧室的燃气涡轮发动机的单位推力提高27.1%,单位燃油消耗率降低21.3%;在飞行高度一定的情况下,随着飞行马赫数的增大,混合式发动机的单位推力减小,单位燃油消耗率增大;在飞行马赫数一定的情况下,随着飞行高度的增大,混合式发动机的单位推力增大,单位燃油消耗率降低;若使涡轮前燃气压力相等,则可以减少混合式发动机的压气机和涡轮的级数,减轻发动机的重量,提高发动机的推重比。 展开更多
关键词 燃气涡轮 燃烧室 热力循环 脉冲爆震主燃烧室(PDC) 性能
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障碍物强化爆震起爆和传播的数值模拟与验证 被引量:7
7
作者 李牧 严传俊 +2 位作者 王治武 邱华 郑龙席 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期299-303,共5页
采用非稳态二维轴对称数值模拟的方法研究了圆环形障碍物对爆震起爆和传播的影响,并通过实验进行了验证。研究表明:爆震形成之前,激波的反射与聚交能够产生高温高压点,并大大提高该区域的反应速率,促成局部能量的快速释放,产生局部爆炸... 采用非稳态二维轴对称数值模拟的方法研究了圆环形障碍物对爆震起爆和传播的影响,并通过实验进行了验证。研究表明:爆震形成之前,激波的反射与聚交能够产生高温高压点,并大大提高该区域的反应速率,促成局部能量的快速释放,产生局部爆炸;火焰传播速度与相对于障碍物的位置有关,具有极高的脉动特性;DDT(deflagration to detonation transition)过程中迅速增压是在火焰传播到一定区域后开始,在该区域形成向2个方向传播的压缩波,向未燃区传播的压缩波不断加强形成爆震,向已燃区传播的压缩波称为回传爆震,不断衰减;障碍物导致爆震管中压力温度分布极不均匀,与没有障碍物的爆震管完全不同。 展开更多
关键词 爆震 障碍物 爆震触发 传播 数值模拟 验证
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填充系数对脉冲爆震发动机压力波影响的实验研究 被引量:8
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作者 张群 严传俊 +2 位作者 范玮 黄希桥 雷恒仁 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2002年第5期411-414,共4页
以汽油为燃料,空气为氧化剂,在内径为56mm的脉冲爆震发动机模型内成功地产生了充分发展的爆震。测试了在同一余气系数α、不同填充系数β下的爆震波压力,并对其变化进行了分析。分析实验结果发现,在同一余气系数下,爆震室长度一定时,随... 以汽油为燃料,空气为氧化剂,在内径为56mm的脉冲爆震发动机模型内成功地产生了充分发展的爆震。测试了在同一余气系数α、不同填充系数β下的爆震波压力,并对其变化进行了分析。分析实验结果发现,在同一余气系数下,爆震室长度一定时,随着填充系数的减小,爆震波压力降低,使脉冲爆震发动机模型性能下降。当填充系数小于临界填充系数βci时,爆震室内的燃烧方式为爆燃,而不能形成爆震。 展开更多
关键词 填充系数 脉冲爆震 发动机 压力波 临界填充系数 新概念发动机
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点火能量对脉冲爆震发动机性能的影响 被引量:9
9
作者 王治武 严传俊 +2 位作者 范玮 郑龙席 黄希桥 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期224-228,共5页
针对以汽油-空气为推进剂的吸气式脉冲爆震发动机,研究了点火能量及工作频率对发动机点火-起爆时间和发动机推进性能的影响。结果显示,随着点火能量的提高,点火-起爆时间逐渐减小,脉冲爆震发动机平均推力逐渐增加。随着发动机工作频率... 针对以汽油-空气为推进剂的吸气式脉冲爆震发动机,研究了点火能量及工作频率对发动机点火-起爆时间和发动机推进性能的影响。结果显示,随着点火能量的提高,点火-起爆时间逐渐减小,脉冲爆震发动机平均推力逐渐增加。随着发动机工作频率的提高,点火-起爆时间也逐渐减小,发动机稳定工作的最佳油气当量比减小,发动机平均推力接近线性增加;但是点火能量对发动机点火-起爆时间的影响随着工作频率的提高而有所降低。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 点火能量 点火-起爆时间 平均推力
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脉冲爆震燃烧室与涡轮组合的性能试验研究 被引量:7
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作者 邓君香 郑龙席 +3 位作者 严传俊 熊姹 蒋联友 李娜 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期300-304,共5页
采用脉冲爆震燃烧室(PDC)与涡轮增压器组合,汽油和空气作为燃料和氧化剂,进行了PDC与涡轮组合的原理性模型试验装置的试验,研究了作为涡轮负载的压气机的性能随点火频率变化的趋势。试验结果表明:脉冲爆震燃烧室在1~10 Hz点火频率范... 采用脉冲爆震燃烧室(PDC)与涡轮增压器组合,汽油和空气作为燃料和氧化剂,进行了PDC与涡轮组合的原理性模型试验装置的试验,研究了作为涡轮负载的压气机的性能随点火频率变化的趋势。试验结果表明:脉冲爆震燃烧室在1~10 Hz点火频率范围内稳定工作,在PDC内得到了充分发展的爆震波;当点火频率为10 Hz时,涡轮带动压气机产生的压气机压比为1.216,压气机功率和压缩等熵功率为2.756 kW和1.663 kW,压气机效率为0.603,与涡轮增压器厂家数据基本吻合;当点火频率增大时,压气机压比、压气机加给每千克空气的功、压气机功率和压缩等熵功率以及压气机效率增大,涡轮做功增大。 展开更多
关键词 燃气涡轮 燃烧室 试验 脉冲爆震燃烧室(PDC) 性能
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无阀两相脉冲爆震发动机循环过程实验分析 被引量:9
11
作者 李牧 严传俊 +1 位作者 王治武 邱华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期97-102,共6页
在无阀式以汽油为燃料,空气为氧化剂的脉冲爆震发动机(PDE)模型机上进行了低点火能量多循环实验研究,分析了无阀两相脉冲爆震发动机多循环工作过程。模型机热态试验提供了10~66Hz爆震循环特征时间分配和爆震管内不同位置压力的变... 在无阀式以汽油为燃料,空气为氧化剂的脉冲爆震发动机(PDE)模型机上进行了低点火能量多循环实验研究,分析了无阀两相脉冲爆震发动机多循环工作过程。模型机热态试验提供了10~66Hz爆震循环特征时间分配和爆震管内不同位置压力的变化过程。由于在两相系统中存在较长的点火延迟时间和DDT时间,发现无阀PDE存在较长的点火后填充时间。通过对两相爆震波的形成过程和排出过程的实验研究和分析,以及点火后填充时间,提出了新的无阀PDE特征时间分布。不同频率实验结果表明,从火花塞放电到下一个循环新鲜混合气开始填充这段时间基本不变,称之为极限周期。在该模型中,点火延迟时间和DDT时间占据了极限周期时间的大部分时间.进一步分析了提高循环频率的关键因素。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 循环 特征时间^+ 两相燃烧 无阀^+
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混合气体燃烧中爆震波传播机理的研究 被引量:10
12
作者 何立明 严传俊 +1 位作者 范玮 汪林全 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期39-43,共5页
对混合气体燃烧中爆震波的传播机理进行了分析研究,建立了确定爆震波速度的方法,并计算了在液体燃料(汽油、煤油)与空气混合气体燃烧中产生的爆震波特性参数,为脉冲爆震发动机的实验研究和设计提供理论依据。
关键词 气体混合物 爆轰波 波传播 脉冲爆震发动机
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爆震频率对脉冲爆震发动机性能影响的试验研究 被引量:9
13
作者 黄希桥 严传俊 +2 位作者 王治武 范玮 蒋波 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期22-26,共5页
从影响脉冲爆震发动机爆震频率的因素出发,采用汽油为燃料,空气为氧化剂,研究了爆震频率对脉冲爆震发动机性能的影响。试验测取了各个爆震频率下稳定爆震的化学当量比范围,同时测试了不同工况下的爆震波压力、推力及爆震波速,发现当爆... 从影响脉冲爆震发动机爆震频率的因素出发,采用汽油为燃料,空气为氧化剂,研究了爆震频率对脉冲爆震发动机性能的影响。试验测取了各个爆震频率下稳定爆震的化学当量比范围,同时测试了不同工况下的爆震波压力、推力及爆震波速,发现当爆震频率较低时,发动机的工作范围较宽,爆震波压力、波速接近充分发展的理想爆震波,说明已产生了稳定、充分发展的爆震,脉冲爆震发动机的平均推力随着爆震频率的提高接近线性增大;但是随着爆震频率的提高,它的稳定工作范围变窄,爆震的强度降低。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 爆震频率 试验研究
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部分填充对脉冲爆震发动机冲量的影响 被引量:7
14
作者 张群 严传俊 +3 位作者 范玮 李强 李江红 杨秉玉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期280-284,共5页
以汽油为燃料、空气为氧化剂,在长度一定的脉冲爆震发动机上,通过改变燃料填充长度进行了部分填充试验,试验涵盖了较宽的填充系数(燃料填充长度与爆震管长度之比)范围。采用对爆震管封闭端燃气压力积分的方法计算发动机冲量。结果发现,... 以汽油为燃料、空气为氧化剂,在长度一定的脉冲爆震发动机上,通过改变燃料填充长度进行了部分填充试验,试验涵盖了较宽的填充系数(燃料填充长度与爆震管长度之比)范围。采用对爆震管封闭端燃气压力积分的方法计算发动机冲量。结果发现,以燃料质量为基础的比冲随着填充系数的增大而减小;相反,以混合物质量为基础的比冲随着填充系数的增大而增大。研究还发展了部分填充模型用来推算爆震管部分填充状态的冲量。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 部分填充^+ 冲量 填充系数^+
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多循环脉冲爆震发动机概念化设计 被引量:9
15
作者 张群 严传俊 +2 位作者 范玮 黄希桥 王治武 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期500-504,共5页
为发展一种基于多循环爆震试验的新的脉冲爆震发动机结构设计方法,以汽油为燃料、空气为氧化剂,在内径为50mm的脉冲爆震发动机模型内产生了充分发展的脉冲爆震,根据试验结果对脉冲爆震发动机的结构参数进行了设计,设计结果更接近工程实... 为发展一种基于多循环爆震试验的新的脉冲爆震发动机结构设计方法,以汽油为燃料、空气为氧化剂,在内径为50mm的脉冲爆震发动机模型内产生了充分发展的脉冲爆震,根据试验结果对脉冲爆震发动机的结构参数进行了设计,设计结果更接近工程实际。研究发现,当发动机结构尺寸一定时,决定推力壁压力等效作用时间的经验常数K不是一个定值,而是随爆震频率的增大按一定函数关系减小,当爆震频率增大到一定程度时,经验常数的变化幅度逐渐减小并最终趋于常值3 90。根据得到的经验性的函数关系计算出单次爆震的经验常数K为5 35。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 结构参数 设计
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脉冲爆震发动机的推力测试与分析 被引量:8
16
作者 何立明 徐通模 +3 位作者 严传俊 汪林全 范玮 雷恒仁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第10期18-21,共4页
对脉冲爆震发动机产生的推力进行了定量测定与分析,研究了混气余气系数、起爆频率和爆震频率对脉冲爆震发动机推力的影响规律.同时,通过推力的测定以验证发动机性能计算方法的正确性,掌握脉冲爆震发动机推力测试的方法.研究表明,... 对脉冲爆震发动机产生的推力进行了定量测定与分析,研究了混气余气系数、起爆频率和爆震频率对脉冲爆震发动机推力的影响规律.同时,通过推力的测定以验证发动机性能计算方法的正确性,掌握脉冲爆震发动机推力测试的方法.研究表明,推力测试值与理论计算值吻合较好. 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 推力测试 实验研究
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外涵装有脉冲爆震加力燃烧室的涡扇发动机热力性能分析 被引量:7
17
作者 陈文娟 范玮 +2 位作者 邱华 秦红强 严传俊 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期240-244,共5页
在传统涡扇发动机外涵安装12个内径68 mm的脉冲爆震燃烧室(PDCs)作为加力燃烧室,排气方式有2种,即分别排气和混合排气,建立了相应的热力性能分析模型,应用所建立的模型,计算了不同飞行状态下的性能。计算结果表明:在设计点条件下,与分... 在传统涡扇发动机外涵安装12个内径68 mm的脉冲爆震燃烧室(PDCs)作为加力燃烧室,排气方式有2种,即分别排气和混合排气,建立了相应的热力性能分析模型,应用所建立的模型,计算了不同飞行状态下的性能。计算结果表明:在设计点条件下,与分别排气涡扇发动机相比,外涵装有PDCs的分别排气涡扇发动机模型(PS模型)的单位推力(Fs)提高127.6%,混合排气发动机模型(PM模型)的Fs提高74.6%,单位燃油消耗率(sfc)较传统带加力的涡扇发动机低。飞行高度一定随着飞行马赫数的增加,脉冲爆震外涵加力涡扇发动机Fs减小,sfc增加;飞行马赫数一定随着飞行高度的增加,PS模型的Fs减小,sfc增加,而PM模型的Fs缓慢增加,sfc缓慢减小。飞行马赫数、飞行高度均较低时,PS模型的工作性能显示了明显的优越性,而PM模型可以在很宽的工作范围内保持优越且稳定的工作性能。 展开更多
关键词 外涵 脉冲爆震燃烧室 单位推力 单位燃油消耗率
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脉冲爆震发动机的可爆范围及内流燃气温度与壁温的实验研究 被引量:7
18
作者 何立明 严传俊 +1 位作者 范玮 雷恒仁 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期21-24,共4页
在脉冲爆震发动机原理性试验模型上对脉冲爆震发动机的可爆范围和内流燃气温度、壁温进行实验研究,掌握在脉冲爆震发动机中形成爆震波的条件、机理,以及影响可爆范围和内流燃气温度、壁温的因素及其规律,为脉冲爆震发动机的设计提供... 在脉冲爆震发动机原理性试验模型上对脉冲爆震发动机的可爆范围和内流燃气温度、壁温进行实验研究,掌握在脉冲爆震发动机中形成爆震波的条件、机理,以及影响可爆范围和内流燃气温度、壁温的因素及其规律,为脉冲爆震发动机的设计提供技术基础。 展开更多
关键词 脉冲式 喷气发动机 可爆范围 爆震 燃烧温度
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脉冲爆震火箭发动机的原理性试验 被引量:11
19
作者 李强 张群 +1 位作者 范玮 严传俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期450-453,共4页
阐述了脉冲爆震火箭发动机(PDRE)性能特点、结构和工作过程。采用航空煤油为燃料,氧气和压缩空气为氧化剂,分别进行了两相脉冲爆震火箭发动机原理性试验,所测得的爆震波压力接近充分发展的理想爆震波压力,说明采用煤油作为脉冲爆震火箭... 阐述了脉冲爆震火箭发动机(PDRE)性能特点、结构和工作过程。采用航空煤油为燃料,氧气和压缩空气为氧化剂,分别进行了两相脉冲爆震火箭发动机原理性试验,所测得的爆震波压力接近充分发展的理想爆震波压力,说明采用煤油作为脉冲爆震火箭发动机的燃料是可行的。 展开更多
关键词 脉动式喷气发动机 燃料性能 爆震波试验
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脉冲爆震火箭发动机试验 被引量:5
20
作者 范玮 严传俊 +2 位作者 李强 丁永强 胡承启 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期385-389,共5页
采用航空煤油/氧气为推进剂的脉冲爆震火箭发动机(PDRE)试验模型,进行了有关两相爆震起爆、稳定可控工作、爆燃向爆震转变机理、PDRE可爆范围、加与不加尾喷管时性能测试等方面的实验研究。结果表明,设计的PDRE模型能实现稳定、可控、... 采用航空煤油/氧气为推进剂的脉冲爆震火箭发动机(PDRE)试验模型,进行了有关两相爆震起爆、稳定可控工作、爆燃向爆震转变机理、PDRE可爆范围、加与不加尾喷管时性能测试等方面的实验研究。结果表明,设计的PDRE模型能实现稳定、可控、高频工作,性能接近理论值。各种尾喷管均具有性能增益,其中以收敛喷管增益最大,达18%。 展开更多
关键词 脉冲爆震火箭发动机 两相效应 引爆 性能测试 喷管增益
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