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固体火箭燃气超燃冲压发动机概念分析(Ⅰ)——全流道一体化设计 被引量：7
1
作者 刘洋 高勇刚 +2 位作者 余晓京 霍东兴 杨玉新 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期403-413,共11页
针对中心支板式固体火箭燃气超燃冲压发动机,从大气模型、进气道、燃烧室及尾喷管四个模块出发完成了其一体化流道设计。针对所设计的发动机设计点及非设计点,采用全流道一体化数值模拟的方法对发动机设计的合理性进行了验证。研究结果... 针对中心支板式固体火箭燃气超燃冲压发动机,从大气模型、进气道、燃烧室及尾喷管四个模块出发完成了其一体化流道设计。针对所设计的发动机设计点及非设计点,采用全流道一体化数值模拟的方法对发动机设计的合理性进行了验证。研究结果表明,发动机设计点及非设计点进气道均已启动,燃烧室及后体工作状态良好,验证了发动机设计的合理性;碳颗粒的燃烧效率限制了发动机整体的燃烧效率水平及发动机性能,发动机设计点整体的燃烧效率为49%,比冲仅有3674.61 m/s,提升碳颗粒的燃烧效率作为固体火箭燃气超燃冲压发动机性能提升的关键点;由于燃烧室长度可能较短,构型较为简单,这对于发动机的一体化设计是不利的,如果能合理布置燃烧室构型,则对固体火箭燃气超燃冲压发动机的二次补燃效率及发动机性能的提升有所帮助。 展开更多
关键词 固体火箭燃气超燃冲压发动机 一体化设计 支板火箭 数值模拟
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固体火箭燃气超燃冲压发动机燃烧组织技术研究 被引量：13
2
作者 高勇刚 刘洋 +2 位作者 余晓京 霍东兴 杨玉新 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期140-150,共11页
为了研究一次火箭室压、一次燃烧产物组分、不同燃烧室构型对于固体火箭燃气超燃冲压发动机性能的影响,采用全流道一体化数值模拟的计算方法,研究了纯气相一次燃烧产物的火箭室压、不同碳颗粒比例的一次燃烧产物、40%的碳颗粒含量的一... 为了研究一次火箭室压、一次燃烧产物组分、不同燃烧室构型对于固体火箭燃气超燃冲压发动机性能的影响,采用全流道一体化数值模拟的计算方法,研究了纯气相一次燃烧产物的火箭室压、不同碳颗粒比例的一次燃烧产物、40%的碳颗粒含量的一次燃烧组分下分流道以及波瓣结构两种混合增强方式三种因素对于中心支板式固体火箭燃气超燃冲压发动机补燃室流动燃烧以及发动机性能的影响。结果表明:一次火箭室压增大的同时,由于一次火箭喷管面积比相应地随之增大,一次火箭喷管出口射流的平均压强并未增加,避免了壅塞现象的产生,同时随着一次火箭室压的增加,发动机的推力以及比冲均呈上升趋势;碳颗粒的含量越少,发动机的性能越高,发动机的性能对于推进剂的要求较高;两种混合增强方式对于补燃效率的提高意义明显,合理设计混合增强装置有助于发动机性能的提高。 展开更多
关键词 固体火箭 超燃冲压发动机 支板火箭 碳颗粒燃烧 增强掺混 燃烧效率 数值模拟
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固体火箭超燃冲压发动机凝相产物特性研究
3
作者 杨鹏年 夏智勋 +3 位作者 马立坤 刘宇尘 赵李北 屈影 《推进技术》 北大核心 2025年第5期196-204,共9页
为揭示固体火箭超燃冲压发动机中凝相产物的空间分布特性,本文提出了一种模块化的地面直连试验装置,用以实现超声速燃烧室内沿程凝相产物的有效收集。通过运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子衍射能谱(EDS)等技术,对收集到... 为揭示固体火箭超燃冲压发动机中凝相产物的空间分布特性,本文提出了一种模块化的地面直连试验装置,用以实现超声速燃烧室内沿程凝相产物的有效收集。通过运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子衍射能谱(EDS)等技术,对收集到的凝相产物进行了物相组成、形貌特征和元素组成的空间分布特性分析。结果显示:(1)含硼贫氧推进剂一次燃烧产物中的凝相组分主要包括B,C,NH_(4)Cl,KCl,BN,B_(4)C,B_(2)O_(3),H_(3)BO_(3),Al_(2)O_(3),而在超声速燃烧室中,凝相组分主要为B,C,BN,B_(4)C,B_(2)O_(3),Al_(2)O_(3);(2)喉部凝相产物主要由微米级的块状物和百纳米级的颗粒物组成,其中硼和碳元素的质量分数分别为44.78%和52.48%;(3)在燃烧室内,凝相产物始终包含块状物和颗粒物,前置凹腔处的凝相产物表面形成了孔洞结构,后置凹腔处的凝相产物中团聚体粒径显著增加,出口处的凝相产物则呈现玻璃态特征;(4)凝相产物中,硼和碳元素(以及氧元素)的质量分数在喉部至前置凹腔区域迅速降低(增加),与喉部相比,前置凹腔处的凝相产物中硼和碳元素(以及氧元素)的质量分数降低(增加)至0.57/0.36(61.9)倍。这些发现强调了增加燃烧室内高温高压区域或延长含能凝相物质在高温高压区域中的停留时间,对于提升含硼贫氧推进剂燃烧效率的重要性。 展开更多
关键词 固体火箭超燃冲压发动机 凝相产物 模块化试验装置 产物分析 空间分布
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固体冲压发动机富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究
4
作者 翁春生 韩家祥 +2 位作者 白桥栋 刘嘱勇 郑权 《航空兵器》 北大核心 2025年第1期14-22,共9页
为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气... 为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气质量流量在370.9~782.3 g/s范围内,能够起爆形成稳定的旋转爆轰波。随着空气流量的增加,旋转爆轰传播模态经历了单波、双波对撞到四波对撞的变化过程。爆轰波传播速度出现了先增大后减小的变化。空气质量流量为484.9 g/s,当量比为0.95时,爆轰波速的最大值为1167.8 m/s。 展开更多
关键词 固体冲压发动机 富燃燃气 混合气 旋转爆轰 传播模态
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固体火箭超燃冲压发动机点火燃烧过程实验研究 被引量：3
5
作者 陈端毓 田维平 +2 位作者 董新刚 黄礼铿 张璞 《推进技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期144-152,共9页
为解决硼基贫氧燃料固体火箭超燃冲压发动机补燃室内硼颗粒超声速点火燃烧难题,设计制造了在超声速燃气射流掺混区域开设观察窗的点火燃烧过程试验样机,开展了含硼贫氧固体燃料的超声速点火试验。试验模拟了26 km,Ma5.9的飞行工况并通... 为解决硼基贫氧燃料固体火箭超燃冲压发动机补燃室内硼颗粒超声速点火燃烧难题,设计制造了在超声速燃气射流掺混区域开设观察窗的点火燃烧过程试验样机,开展了含硼贫氧固体燃料的超声速点火试验。试验模拟了26 km,Ma5.9的飞行工况并通过高速摄像获得了点火燃烧过程的火焰形态。试验结果表明:掺混增强装置可以显著改善补燃室内存在的分层流动和一次燃气气固两相分离的现象,为硼颗粒提供良好的点火条件从而提升其附近硼颗粒的点火燃烧性能。通过合理设计掺混增强装置位置,将硼颗粒在一次燃气喷注口附近的高温点火区点燃比在补燃室中段点燃具有更高的燃烧效率,本文设计的燃烧组织结构在试验中实现了硼贫氧固体燃料0.812的燃烧效率。 展开更多
关键词 固体火箭超燃冲压发动机 含硼贫氧燃料 掺混增强装置 燃烧性能 补燃室
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燃气喷射方式对固体火箭超燃冲压发动机性能的影响 被引量：8
6
作者 刘仔 陈林泉 +1 位作者 褚佑彪 李伟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期710-714,共5页
利用数值模拟方法研究了不同喷孔参数对固体火箭超燃冲压发动机补燃室性能的影响。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧过程进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模型和涡团耗散模型。计算结果表明,喷孔数量、喷射角度... 利用数值模拟方法研究了不同喷孔参数对固体火箭超燃冲压发动机补燃室性能的影响。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧过程进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模型和涡团耗散模型。计算结果表明,喷孔数量、喷射角度θ以及喷孔分布半径r对补燃室的掺混燃烧性能均存在明显影响;其中,喷射角度θ对补燃室掺混燃烧性能的影响最大;存在最佳的喷孔数量使得燃烧效率最大;随着喷射角度θ与喷孔的分布半径r的增加,燃烧效率逐渐增加,但总压恢复系数逐渐减小。 展开更多
关键词 固体火箭超燃冲压发动机 喷孔数量 喷射角度 喷孔分布半径
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固体火箭冲压发动机气固两相掺混燃烧过程评价方法
7
作者 黄利亚 薛鸿涵 +2 位作者 张家瑞 孟梁 杨和 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-10,共10页
为了合理地评价固体火箭冲压发动机补燃室内一次燃气/空气掺混燃烧过程,提出一种基于颗粒质量浓度的固体火箭冲压发动机掺混燃烧过程评价方法。建立发动机数值模拟方法并通过了地面试验验证;针对不同工况条件下补燃室掺混燃烧过程,通过... 为了合理地评价固体火箭冲压发动机补燃室内一次燃气/空气掺混燃烧过程,提出一种基于颗粒质量浓度的固体火箭冲压发动机掺混燃烧过程评价方法。建立发动机数值模拟方法并通过了地面试验验证;针对不同工况条件下补燃室掺混燃烧过程,通过数值模拟,分析对比了不同定义方式掺混度与燃烧效率的变化趋势。结果表明,提出的颗粒掺混度与颗粒燃烧效率二者间显示出最大程度的相关性,不同工况下的平均最大信息系数达到了0.9163。一次燃气/空气掺混与燃烧过程体现以下相关性规律:颗粒燃烧效率随颗粒掺混度的增大而增加,当颗粒掺混度超过一定阈值后,颗粒燃烧效率保持相对稳定。最后通过试验验证了该规律。 展开更多
关键词 颗粒掺混度 气固两相 掺混燃烧 固体火箭冲压发动机 燃烧效率
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固体火箭发动机燃气射流与超声速来流相互作用数值研究 被引量：1
8
作者 张恩豪 樊建龙 +1 位作者 朱亮 邓恒 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第2期30-35,41,共7页
针对固体火箭发动声速来流机续航级在超声速来流中的燃气射流及外流场特点,利用数值模拟方法,分别对不同工况下固体火箭发动机尾焰及外流场进行流场结构定性分析,得到该流场结构大体可分为外场区、回流区及尾流区;通过对比不同高度轴线... 针对固体火箭发动声速来流机续航级在超声速来流中的燃气射流及外流场特点,利用数值模拟方法,分别对不同工况下固体火箭发动机尾焰及外流场进行流场结构定性分析,得到该流场结构大体可分为外场区、回流区及尾流区;通过对比不同高度轴线上参数,得到随着工作高度增加,喷管流动分离现象消失,波节减少,首个入射激波形成距离喷管出口距离增加,激波波面速度增大;通过对比回流区壁面参数,得到随着工作高度的增大,回流区壁面温度及马赫数增大,低压回流区导致喷管的实际工作压力低于环境压力30%以上;当喷管处于欠膨胀工作状态时,回流区流体马赫数呈现先减小后增大趋势,且靠近尾焰端受工作高度影响显著。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 燃气射流 数值模拟 超声速 混合工质
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燃气喷射角度对含硼固体火箭超燃冲压发动机补燃室燃烧效率的影响 被引量：8
9
作者 凌江 徐义华 +1 位作者 孙海俊 冯喜平 《火箭推进》 CAS 2022年第1期69-75,89,共8页
固体火箭燃气超燃冲压发动机具有高比冲、结构简单、流量易调节等优点,然而在超音速空气流的补燃室中,如何让燃料更好地与空气掺混,增加颗粒停留时间,在较短时间内释放出更多的燃烧焓成为目前研究的重点。采用Realiazble k-ε湍流模型,... 固体火箭燃气超燃冲压发动机具有高比冲、结构简单、流量易调节等优点,然而在超音速空气流的补燃室中,如何让燃料更好地与空气掺混,增加颗粒停留时间,在较短时间内释放出更多的燃烧焓成为目前研究的重点。采用Realiazble k-ε湍流模型,单步涡团耗散模型,在King的硼颗粒点火燃烧模型的基础上考虑了硼颗粒在高速气流当中的气动剥离效应,利用龙格-库塔算法迭代计算硼颗粒点火燃烧过程,对燃气进气方向与轴向夹角从45°~180°的10种进气方式下的补燃室进行了三维两相燃烧流动计算,分析了各种进气角下的燃气燃烧效率、硼颗粒燃烧效率以及总燃烧效率。结果表明:当一次燃气喷射角度与轴向夹角逐渐增加时,燃气与颗粒燃烧效率逐渐增加,并在180°时燃烧效率和比冲为最高。 展开更多
关键词 航天推进系统 硼粉 固体火箭 超燃冲压 两相流二次燃烧
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固体火箭超燃冲压发动机性能数值模拟研究 被引量：19
10
作者 李轩 马利锋 +2 位作者 赵永涛 杨玉新 董新刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期104-107,161,共5页
针对固体火箭超燃冲压发动机,设计了多级小角度扩张的超燃冲压发动机燃烧室结构,采用凹腔和扰流装置两种混合增强及火焰稳定方式,通过包含简化动力学的数值模拟方法,研究了不同构型燃烧室掺混燃烧性能。结果表明,燃烧室扩张角度对燃烧... 针对固体火箭超燃冲压发动机,设计了多级小角度扩张的超燃冲压发动机燃烧室结构,采用凹腔和扰流装置两种混合增强及火焰稳定方式,通过包含简化动力学的数值模拟方法,研究了不同构型燃烧室掺混燃烧性能。结果表明,燃烧室扩张角度对燃烧效率的提高有影响,但作用效果有限;凹腔结构虽然促进了燃烧反应的进行,有利于提高燃烧效率,同时也带来了较大的内部阻力;扰流装置较大的提高了一次燃气与来流空气间的掺混度,对于燃烧效率的提高意义明显。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 固体火箭 数值仿真 掺混度
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固体火箭冲压发动机燃气发生器及燃气流量调节阀建模及仿真 被引量：15
11
作者 鲍文 牛文玉 +1 位作者 陈林泉 于达仁 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期569-574,共6页
研究了一种气动式的燃气流量调节阀,并建立了固体火箭冲压发动机燃气发生器和气动式燃气流量调节阀的数学模型及仿真模型,对燃气流量调节阀仿真模型进行了试验验证,动态误差和稳态误差都在5%以内。通过仿真获得了燃气发生器和燃气调节... 研究了一种气动式的燃气流量调节阀,并建立了固体火箭冲压发动机燃气发生器和气动式燃气流量调节阀的数学模型及仿真模型,对燃气流量调节阀仿真模型进行了试验验证,动态误差和稳态误差都在5%以内。通过仿真获得了燃气发生器和燃气调节阀的动态响应特性。仿真结果表明,燃气调节系统开环响应速度较慢,并具有很强的非线性。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 燃气发生器 燃气流量调节阀 数学模型 仿真
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带凹腔火焰稳定器的固体火箭超燃冲压发动机燃烧室试验研究 被引量：19
12
作者 马立坤 李潮隆 +1 位作者 夏智勋 赵翔 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期319-326,共8页
以含硼贫氧固体推进剂为燃料,对带凹腔火焰稳定器的固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型首次开展了地面直连试验研究。试验模拟了23km,5.5Ma的飞行工况,通过测量压强、推力和流量等参数,得出了燃烧室性能。试验结果表明:一次富燃燃气在燃... 以含硼贫氧固体推进剂为燃料,对带凹腔火焰稳定器的固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型首次开展了地面直连试验研究。试验模拟了23km,5.5Ma的飞行工况,通过测量压强、推力和流量等参数,得出了燃烧室性能。试验结果表明:一次富燃燃气在燃气发生器喉部沉积导致燃气流量持续提高,试验过程中当量比由0.44逐渐增加至0.54;本文所研究的凹腔稳焰结构提高了富燃燃气中气相可燃组分的燃烧效率,但对于凝相颗粒燃烧的促进效果不明显;试验工况下发动机总燃烧效率约48%,高空比冲约为423s,高于文献中所报道的中心支板喷射稳焰的固体火箭超燃冲压发动机试验比冲性能。 展开更多
关键词 固体火箭超燃冲压发动机 凹腔 燃气发生器 含硼贫氧固体推进剂 燃烧室性能
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固体火箭超燃冲压发动机补燃室构型的影响分析 被引量：14
13
作者 刘仔 陈林泉 +1 位作者 吴秋 王立武 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期432-436,共5页
针对不同补燃室结构参数对固体火箭超燃冲压发动机补燃室掺混燃烧性能的影响进行研究,分析各级燃烧室的长度与扩张角度对补燃室性能的影响。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模... 针对不同补燃室结构参数对固体火箭超燃冲压发动机补燃室掺混燃烧性能的影响进行研究,分析各级燃烧室的长度与扩张角度对补燃室性能的影响。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模型和涡团耗散模型。结果表明,提高燃烧效率与降低总压损失是相互矛盾的;燃烧效率随燃烧室长度的增加而增大,随燃烧室扩张角度的增加而减小;总压恢复系数随燃烧室长度的增加而减小,随燃烧室扩张角度的增加而增大;一级燃烧室的结构参数对燃烧效率与总压恢复系数的影响最大。当补燃室的总长与出口面积一定时,以发动机的总体性能参数作为补燃室构型的优化目标,对一、二级燃烧室长度与一、三级燃烧室扩张角度进行优化。 展开更多
关键词 补燃室 固体火箭超燃冲压发动机 燃烧效率 总压恢复系数
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燃气流量可控的固体火箭冲压发动机动态建模及模型降阶(英文) 被引量：7
14
作者 牛文玉 鲍文 +2 位作者 崔涛 曹军伟 兰飞强 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期325-330,353,共7页
燃气流量可控的固体火箭冲压发动机促进了其燃气流量控制系统的研究。模型研究是控制系统设计的基础。基于集中参数的思想建立了燃气流量可控的固体火箭冲压发动机动态模型,分析了固体火箭冲压发动机动态模型参数的物理意义及其工作过... 燃气流量可控的固体火箭冲压发动机促进了其燃气流量控制系统的研究。模型研究是控制系统设计的基础。基于集中参数的思想建立了燃气流量可控的固体火箭冲压发动机动态模型,分析了固体火箭冲压发动机动态模型参数的物理意义及其工作过程中的变参数特性,固体火箭冲压发动机动态响应时间由冷区容积时间常数、热区容积时间常数、激波传播时间常数和激波容积时间常数等组成,工作条件的较大变化使得固体火箭冲压发动机在工作过程中具有较强的变参数特性。最后对固体火箭冲压发动机动态模型进行模型降阶,由频率分析的结果可知,模型降阶是合理的。 展开更多
关键词 燃气流量可控 固体火箭冲压发动机 动态建模 模型降阶
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固体火箭超燃冲压发动机地面直连试验 被引量：11
15
作者 赵翔 夏智勋 +1 位作者 马立坤 吕仲 《航空兵器》 北大核心 2018年第4期57-61,共5页
针对采用碳氢固体推进剂的固体火箭超燃冲压发动机开展了地面直连试验。介绍了试验系统,测量了推力、压力、温度和质量流量等参数,分析了试验结果,得到燃烧室的性能。燃烧室总压损失为74.1%,燃烧效率为84.0%,推力增益为0.718 k N,推力... 针对采用碳氢固体推进剂的固体火箭超燃冲压发动机开展了地面直连试验。介绍了试验系统,测量了推力、压力、温度和质量流量等参数,分析了试验结果,得到燃烧室的性能。燃烧室总压损失为74.1%,燃烧效率为84.0%,推力增益为0.718 k N,推力增益比冲为3 726.9N·s/kg。 展开更多
关键词 固体火箭超燃冲压发动机 地面直连试验 比冲 碳氢固体推进剂 燃烧室性能
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固体火箭冲压发动机燃气流量调节的负调现象 被引量：3
16
作者 曹军伟 何国强 +2 位作者 崔金平 张鑫 王希亮 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期332-335,341,共5页
研究了可变流量固体火箭冲压发动机所存在的燃气流量负调现象,分析了负调现象产生的机理是由于燃气发生器压强的变化过程滞后于喷嘴面积的变化过程。基于燃气发生器动态工作模型,以某型固体火箭冲压发动机为例,通过仿真分析研究了燃气... 研究了可变流量固体火箭冲压发动机所存在的燃气流量负调现象,分析了负调现象产生的机理是由于燃气发生器压强的变化过程滞后于喷嘴面积的变化过程。基于燃气发生器动态工作模型,以某型固体火箭冲压发动机为例,通过仿真分析研究了燃气发生器空腔容积和燃气阀门调节速度对负调过程的影响:当燃气发生器空腔长度为0.1 m、阀门调节时间分别为0 s和2 s时,对应的燃气负调量为82.6%和1.7%、响应时间为0.21 s和1.76 s;当燃气发生器空腔长度为0.8m、阀门调节时间分别为0 s和2 s时,对应的燃气负调量为82.6%和11.4%、响应时间为1.69 s和2.85 s。基于上述分析结果,还提出了减小固体火箭冲压发动机燃气流量负调程度的措施。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 燃气发生器 流量调节 负调现象
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固体火箭冲压发动机燃气流量调节最优前馈控制 被引量：2
17
作者 赵泽敏 陈雄 +1 位作者 周长省 李宏文 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期109-112,共4页
固体火箭冲压发动机燃气流量调节过程中存在负调节,对正常工作有很大影响。文中根据燃气流量调节小扰动数学模型分析了负调量与调节时间之间存在的矛盾,给出了负调受约束下最小调节时间。然后根据最优响应设计了可实现的最优前馈控制器... 固体火箭冲压发动机燃气流量调节过程中存在负调节,对正常工作有很大影响。文中根据燃气流量调节小扰动数学模型分析了负调量与调节时间之间存在的矛盾,给出了负调受约束下最小调节时间。然后根据最优响应设计了可实现的最优前馈控制器,建立以内弹道方法为基础的仿真模型。结果表明,该前馈控制方法能够在燃气流量难以测量形成有效反馈控制的实际情况中,实现不同负调约束的最优调节。发动机设计时应根据综合状态折中选择负调量和调节时间。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 燃气流量调节 负调约束 前馈控制
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金属基燃料水冲压发动机地面实验研究
18
作者 薛鸿涵 黄利亚 +2 位作者 张家瑞 刘子豪 肖帆 《推进技术》 北大核心 2025年第5期257-264,共8页
为了探究两种含硼固体推进剂在水冲压条件下的燃烧与推力性能,本文以跨介质飞行器水下动力装置为应用背景,设计了水冲压发动机原理样机并开展了地面实验研究。试验结果表明,发动机实现了持续稳定工作,燃烧产物沉积主要集中于进水口位置... 为了探究两种含硼固体推进剂在水冲压条件下的燃烧与推力性能,本文以跨介质飞行器水下动力装置为应用背景,设计了水冲压发动机原理样机并开展了地面实验研究。试验结果表明,发动机实现了持续稳定工作,燃烧产物沉积主要集中于进水口位置,验证了硼基水冲压发动机的可行性。四次试验中燃烧效率最高达到了86.8%,在水燃比为3.2时比冲达到了4712.5 N·s/kg。在水燃比相近时,两种推进剂的燃烧效率均在69%左右,但推进剂Ⅱ的补燃室内存在更多沉积物,发动机比冲效率降低了13.8%。提高水燃比能提高燃烧效率和比冲,水燃比从1.75增加到3.20,燃烧效率提升了6.1%,并且还能减少燃烧产物的沉积。两种推进剂中一、二次燃烧产物中均含有碳化硼和硼酸等物质,但由于推进剂Ⅱ中Mg,Al的含量较高,其产物中能明显检测出氧化镁和铝酸镁。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 水冲压发动机 含硼固体推进剂 直连试验 燃烧性能 沉积
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固体火箭超燃冲压发动机燃烧性能影响因素研究 被引量：11
19
作者 朱韶华 梁磊 +2 位作者 秦飞 魏祥庚 叶进颖 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期638-646,共9页
为了获得以飞行马赫数5.5巡航工作的固体火箭超燃冲压发动机燃烧性能影响因素,开展了地面直连试验和数值模拟研究。利用数值手段研究了固体燃气喷注方式、扰流装置的形式以及燃烧室扩张比等因素对燃烧室性能的影响规律,获得了高燃烧效率... 为了获得以飞行马赫数5.5巡航工作的固体火箭超燃冲压发动机燃烧性能影响因素,开展了地面直连试验和数值模拟研究。利用数值手段研究了固体燃气喷注方式、扰流装置的形式以及燃烧室扩张比等因素对燃烧室性能的影响规律,获得了高燃烧效率(≥90%)的壁面垂直喷注式发动机燃烧室构型。研究表明:(1)壁面垂直喷注方式能增强富燃燃气与空气的掺混效果,颗粒相的燃烧效率较中心支板式双火箭燃烧室构型提高了25%。(2)对比不同级数的扰流装置对发动机性能影响,同时考虑扰流装置热防护问题和发动机结构复杂程度,双级扰流装置的扰流形式增强效果较优,颗粒相的燃烧效率较单级扰流装置的燃烧室构型方案提高了26%。(3)对比不同燃烧室扩张比对发动机性能影响,扩张比为1.6的燃烧室构型方案颗粒相的燃烧效率为95%。综上所述,通过优化得到了壁面垂直喷注方式、双级扰流装置以及燃烧室扩张比为1.6的高燃烧效率的发动机燃烧室构型。 展开更多
关键词 固体火箭 超燃冲压发动机 燃烧性能 扰流装置 颗粒相
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燃气流量可调固体火箭冲压发动机飞行性能分析 被引量：5
20
作者 焦继革 张为华 +2 位作者 夏智勋 胡建新 马立坤 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期21-24,43,共5页
在建立燃气流量可调固体火箭冲压发动机工作过程仿真模型的基础上,对燃气流量调节过程中发动机飞行性能进行分析。结果表明,在低飞行高度或高飞行马赫数时,发动机有较宽的推力调节范围;随着飞行高度降低或飞行马赫数增加,发动机推力系... 在建立燃气流量可调固体火箭冲压发动机工作过程仿真模型的基础上,对燃气流量调节过程中发动机飞行性能进行分析。结果表明,在低飞行高度或高飞行马赫数时,发动机有较宽的推力调节范围;随着飞行高度降低或飞行马赫数增加,发动机推力系数降低;随着燃气发生器喷喉面积变小,发动机推力和推力系数增加。 展开更多
关键词 固体火箭冲压发动机 燃气流量可调 工作过程仿真 飞行性能
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