匹配旋转爆震发动机的高超声速吸气式飞行器内外流一体化设计

1

作者 孟凡硕 何小龙 +3 位作者 金波 俞宗汉 靳梓康 雷岳迪 《推进技术》 北大核心 2025年第4期80-90,共11页

旋转爆震发动机(RDE)对进气系统提出了高流量、高抗反压、宽速域起动等设计挑战。为兼顾上述性能,基于内乘波式进气道(IWI)高流量捕获、高压缩效率等优势,提出了一种融合机体/IWI/RDE的总体气动布局,采用前缘进气实现内外流过渡,采用环... 旋转爆震发动机(RDE)对进气系统提出了高流量、高抗反压、宽速域起动等设计挑战。为兼顾上述性能,基于内乘波式进气道(IWI)高流量捕获、高压缩效率等优势,提出了一种融合机体/IWI/RDE的总体气动布局,采用前缘进气实现内外流过渡,采用环型隔离段实现进气道与RDE进口间的流场过渡。结果显示:(1)基于IWI的高效进气特性,进气道设计态(Ma_(∞)=6.0,H=27 km)总压恢复系数0.639,流量捕获系数0.984,喉道马赫数3.16,最大承受反压约为110倍来流静压;(2)为克服IWI因三维压缩效应强而导致起动性能弱的难点,提出了侧向吻切面收缩比重构方法,通过对进气道侧向压缩的弱化,使进气道最低起动马赫数降低了约5.6%;(3)为兼顾内外流性能,采用了预压缩式机翼的设计方法,将最高升阻比(4.39)的攻角从7°调整至4°,实现内外流在同一攻角左右均达到最佳气动特性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 旋转爆震发动机 数值模拟 内乘波式进气道 内外流一体化设计

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旋转爆震发动机轴向脉冲爆震模态的实验研究 被引量：1

2

作者 马虎 谢宗齐 +2 位作者 邓利 薛赛男 周长省 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期33-38,64,共7页

实验研究了环形燃烧室中的轴向脉冲爆震现象,结合高频动态压力测量以及尾部高速摄影,对轴向脉冲爆震模态的工作过程进行了分析。实验结果表明,对于氢气与空气混合物,当出口阻塞比大于或等于0.6且出口最小截面积处的质量通量大于200kg/(m... 实验研究了环形燃烧室中的轴向脉冲爆震现象,结合高频动态压力测量以及尾部高速摄影,对轴向脉冲爆震模态的工作过程进行了分析。实验结果表明,对于氢气与空气混合物,当出口阻塞比大于或等于0.6且出口最小截面积处的质量通量大于200kg/(m^2·s)时,燃烧室出现轴向传播的爆震波;爆震波在每个周期内将经历解耦与重新起爆的过程,出口截面反射的激波在燃烧室头部发展成为爆震波,并伴随剧烈发光现象。爆震波在周期内的平均传播速度与燃烧产物声速相当,采用线性声学理论可以对该模态下的工作频率进行较好的预测。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 轴向脉冲爆震 出口阻塞比 空气质量通量 工作频率

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吸气式旋转爆震发动机热力循环过程分析与性能计算 被引量：5

3

作者 李冬 凌文辉 +3 位作者 张义宁 梁国柱 孟皓 周林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1-10,共10页

为了快捷有效地指导发动机设计,有必要建立快速准确地获取吸气式旋转爆震发动机性能参数的计算方法。以飞行条件、发动机关键几何参数以及进气道和喷管的特性参数作为输入参数,通过将隔离段内复杂运动激波简化为正激波实现旋转爆震燃烧... 为了快捷有效地指导发动机设计,有必要建立快速准确地获取吸气式旋转爆震发动机性能参数的计算方法。以飞行条件、发动机关键几何参数以及进气道和喷管的特性参数作为输入参数,通过将隔离段内复杂运动激波简化为正激波实现旋转爆震燃烧室与上游隔离段的压力匹配,应用二维特征线方法对燃烧室内复杂流动进行快速准确模拟,建立了吸气式旋转爆震发动机热力循环过程分析模型,计算得到发动机关键截面流动参数和发动机性能参数。以氢气和乙烯为燃料研究了进气道压缩温升、进气道喉道与燃烧室面积比以及余气系数对发动机性能的影响。结果表明:在一定的条件下进气道压缩温升和进气道喉道与燃烧室面积比的增加有利于发动机比冲性能的提升,但面积比的增加将导致发动机工作马赫数范围变窄,以氢气为燃料,余气系数为1,当面积比从0.3增至0.5,发动机工作马赫数范围由2.5~5收窄至3.5~5,而Ma=5状态最大比冲提升7%;在一定范围内余气系数增加有利于发动机比冲性能的提升,但将导致单位推力降低,以氢气为燃料,面积比为0.4,余气系数由1增至1.67,在Ma=3,4和5状态点,最大比冲性能分别提升25.4%,23.5%和20.3%,但最大单位推力分别降低24.7%,25.9%和27.9%;以乙烯作为燃料,发动机比冲和单位推力随进气道压缩温升的变化趋势与氢气一致,但性能偏低。研究提出的热力循环模型和计算方法实现了吸气式旋转爆震发动机性能的快速计算。 展开更多

关键词 吸气式 旋转爆震发动机 热力循环 性能模型 特征线方法

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旋转爆震发动机燃烧室壁面烧蚀热防护研究 被引量：3

4

作者 田佳 谭晓茗 +1 位作者 王元帅 张靖周 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期158-166,共9页

为了研究碳化烧蚀材料对旋转爆震燃烧室的被动热防护作用效果,建立了旋转爆震燃烧室热环境计算模型和多层复合壁一维烧蚀热响应分析模型。基于旋转爆震燃烧过程的数值模拟,确定了沿燃烧室轴向的壁面平均温度与热流的分布特征;针对典型... 为了研究碳化烧蚀材料对旋转爆震燃烧室的被动热防护作用效果,建立了旋转爆震燃烧室热环境计算模型和多层复合壁一维烧蚀热响应分析模型。基于旋转爆震燃烧过程的数值模拟,确定了沿燃烧室轴向的壁面平均温度与热流的分布特征;针对典型的壁面热负荷输入条件,采用动边界隐式差分格式,对碳化型烧蚀材料的烧蚀过程和传热过程进行了耦合计算,分析了碳化层剥蚀、热解热、热解气体质量流率、材料厚度等因素对燃烧室壁面热防护效果的影响。研究结果表明,旋转爆震燃烧室温度和热流密度分布不均匀,斜激波扫掠区域热负荷更为剧烈;碳化层剥蚀后会使烧蚀材料的烧蚀率增加,壁面温度迅速上升;增大热解热及热解气体质量流率都有利于延长工作时间、降低壁面温度;旋转爆震燃烧室不同区域的烧蚀有一定差异,增加烧蚀材料厚度无疑有利于壁面热防护,但是在实际应用中应综合考虑壁面重量和空间尺寸。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 热环境 碳化烧蚀 动边界 热响应

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液态碳氢燃料旋转爆震发动机起爆过程试验研究 被引量：16

5

作者 贾冰岳 张义宁 +1 位作者 潘虎 洪延姬 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期906-914,共9页

为了分析液态碳氢燃料/纯净空气旋转爆震发动机从点火到旋转爆震波稳定传播过程的影响因素,采用预爆震管点火进行了相关试验研究,获得了预爆震波压力、燃烧室油气比、来流总温、点火器安装方式等对旋转爆震发动机起爆过程的影响。试验... 为了分析液态碳氢燃料/纯净空气旋转爆震发动机从点火到旋转爆震波稳定传播过程的影响因素,采用预爆震管点火进行了相关试验研究,获得了预爆震波压力、燃烧室油气比、来流总温、点火器安装方式等对旋转爆震发动机起爆过程的影响。试验结果表明:旋转爆震波起爆时间随着预爆震波压力升高而缩短;来流总温740K,变化当量比时,越接近当量比1,旋转爆震起爆时间越短;工质为当量混气时,来流总温通过影响燃油的蒸发过程进而影响旋转起爆时间,总温673K以上时,起爆时间约10ms;预爆点火器垂直安装比切向安装更快形成旋转爆震波。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 液态碳氢燃料 起爆过程 预爆震管 试验研究

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旋转爆震发动机与涡轮机的集成 被引量：4

6

作者 李连波 陈雄 +1 位作者 周长省 周胜兵 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第26期10551-10556,共6页

旋转爆震发动机为自增压燃烧的前沿领域,具有热效率高、结构简单、易于组装、不需要机械驱动等优点,其排气可驱动涡轮机,使其成为极具应用前景的新型动力。旋转爆震发动机与涡轮机的集成非常复杂,通过对中外旋转爆震发动机的研究现状和... 旋转爆震发动机为自增压燃烧的前沿领域,具有热效率高、结构简单、易于组装、不需要机械驱动等优点,其排气可驱动涡轮机,使其成为极具应用前景的新型动力。旋转爆震发动机与涡轮机的集成非常复杂,通过对中外旋转爆震发动机的研究现状和发展趋势的研究,分析和整理了旋转爆震发动机与涡轮机耦合的特点、面临的技术问题以及现阶段所采用的技术方法,并提出在改变排气流动方向、涡轮机及叶片的整体优化设计、排气掺混及冷却、不稳定性等方面可提高旋转爆震发动机与涡轮机集成的效率。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 涡轮机 自增压燃烧 集成

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基于混合燃料的旋转爆震发动机燃烧室冷态流场研究 被引量：3

7

作者 岳松辰 王强 +1 位作者 胡晟荣 马潇 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期589-597,共9页

为研究基于混合气体燃料的旋转爆震发动机燃烧室内流场特性,对混合气体燃料(H_(2)+C_(2)H_(4)+C_(2)H_(2))与空气在燃烧室内掺混的冷态流场进行了三维数值仿真研究。根据数值仿真结果,系统地描述了燃烧室内混合气体的流动特性,对比分析... 为研究基于混合气体燃料的旋转爆震发动机燃烧室内流场特性,对混合气体燃料(H_(2)+C_(2)H_(4)+C_(2)H_(2))与空气在燃烧室内掺混的冷态流场进行了三维数值仿真研究。根据数值仿真结果,系统地描述了燃烧室内混合气体的流动特性,对比分析了不同喷注结构(燃料喷注深度、空气喷注环缝宽度)及不同的气体质量流率等因素对三维冷态流场及掺混的影响,并用掺混不均匀度定量评价了混合气体燃料与空气掺混的程度。研究结果表明,在文中给定的计算参数条件下,随着空气环缝宽度的增大,掺混效果能够得到一定提升;随着燃料喷注深度的增大,掺混效果有所下降;随着空气及燃料的质量流率的增大,燃烧室头部掺混效果略有下降,在中部掺混效果得到提升。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 混合燃料 冷态流场 掺混不均匀度 数值仿真

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旋转爆震发动机液态燃料预爆器设计及爆震燃烧特性研究 被引量：3

8

作者 张开晨 李建中 +2 位作者 金武 袁丽 李夏飞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2067-2074,共8页

为了解决液态燃料旋转爆震发动机点火起爆困难和结构紧凑等问题,进行了以液态航空煤油为燃料的预爆器设计,包括离心/预膜复合燃油雾化喷嘴、点火/传焰凹腔、三枝管预爆室等结构。以液态航空煤油/氧气为工作介质,进行了离心/预膜复合燃... 为了解决液态燃料旋转爆震发动机点火起爆困难和结构紧凑等问题,进行了以液态航空煤油为燃料的预爆器设计,包括离心/预膜复合燃油雾化喷嘴、点火/传焰凹腔、三枝管预爆室等结构。以液态航空煤油/氧气为工作介质,进行了离心/预膜复合燃油雾化喷嘴雾化特性和预爆器爆震燃烧特性试验研究,获得了离心/预膜复合燃油雾化喷嘴雾化粒径变化规律,以及预爆器内爆震波压力、传播速度等变化规律。研究表明:离心/预膜复合燃油雾化喷嘴的雾化效果随气流流量和油压增加而改善,预爆器接近出口位置(PCB5处)爆震波峰值压力可超过3.80MPa,爆震波传播速度可达1800m/s;随着当量比增加,预爆器内过驱爆震位置提前,有利于缩短预爆器的长度。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 预爆器 爆震燃烧特性

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H_2/Air连续旋转爆震发动机推力测试(I)单波模态下的推力 被引量：18

9

作者 林伟 周进 +1 位作者 林志勇 刘世杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期495-503,共9页

在环缝-喷孔对撞式喷射的连续旋转爆震模型发动机上,以H2/Air为工质,对连续旋转爆震波以单波模态稳定自持的典型波形特征和时域、频域特征进行了研究。直接测量了模型发动机工作在该模态下产生的一维推力,讨论了比冲等推进性能。试验结... 在环缝-喷孔对撞式喷射的连续旋转爆震模型发动机上,以H2/Air为工质,对连续旋转爆震波以单波模态稳定自持的典型波形特征和时域、频域特征进行了研究。直接测量了模型发动机工作在该模态下产生的一维推力,讨论了比冲等推进性能。试验结果表明:出口背压为大气压时,在空气流量253 g·s-1,氢气流量6.15 g·s-1,当量比为0.834的工况下,模型发动机以平均传播频率5.5563 k Hz、平均传播速度1658.3 m·s-1的单波模态稳定工作360 ms。产生可靠的有效推力约为183.7 N。以火箭模式计算,有效排气速度为708.9 m·s-1,总比冲为72.34 s;以冲压模式计算,有效排气速度(氢气消耗率)为29870 m·s-1,燃料比冲为3048 s,消耗的氢气的单位面积质量流率为4122 g·m-2·s-1,单位推力为726 m·s-1。推力曲线的面积积分表明旋转爆震模型发动机所提供的推力比较稳定;微观来看,推力波形与爆震波高频压力波形耦合,围绕推力平均值振荡。 展开更多

关键词 连续旋转爆震模型发动机 单波模态 时频分析 推力测量 推力积分 比冲 推力稳定性

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H_2/Air连续旋转爆震发动机推力测试(Ⅱ)-双波模态下的推力 被引量：17

10

作者 林伟 周进 +1 位作者 林志勇 刘世杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期641-649,共9页

在环缝-喷孔对撞式喷射的H2/Air连续旋转爆震模型发动机上实现双波自持。详细分析了连续旋转爆震波以双波模态自持传播的典型波形特征和时域、频域特征。测量了模型发动机工作在双波形模态下所产生的一维推力,讨论了比冲等推力性能。时... 在环缝-喷孔对撞式喷射的H2/Air连续旋转爆震模型发动机上实现双波自持。详细分析了连续旋转爆震波以双波模态自持传播的典型波形特征和时域、频域特征。测量了模型发动机工作在双波形模态下所产生的一维推力,讨论了比冲等推力性能。时频特性和推力积分表明:出口背压为大气压时,在空气流量786.6g·s-1,氢气流量20g·s-1,当量比为0.8733的工况下,模型发动机以平均传播频率10.5809k Hz,平均传播速度1578.9m·s-1的双波模态稳定工作超过650ms。产生可靠的有效推力约808.5N。以火箭模式计算,有效排气速度为1002.3m·s-1,总比冲为102.3s;以冲压模式计算,有效排气速度(氢气消耗率)为40425m·s-1,燃料比冲为4125s,所消耗氢气的单位面积质量流率为13404g·m-2·s-1,单位推力为1027.8m·s-1。相比于单波模态,双波模态使得燃烧室内压力更为均匀,高频推力曲线振荡幅值小。爆震波头个数增多有利于推力稳定。 展开更多

关键词 连续旋转爆震模型发动机 H2/Air 双波模态 时频分析 推力测量 推力积分 比冲

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旋转爆震发动机燃烧室内温度变化实验研究 被引量：1

11

作者 刘传 李建 +2 位作者 周胜兵 马元 马虎 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第4期52-56,共5页

发动机采用环缝-小孔垂直对撞喷注结构,燃料为氢气,氧化剂为空气,通过改变当量比开展了旋转爆震发动机工作过程及燃烧室内温度变化情况的实验研究。实验结果表明:在当量比在0.74~1.36时,爆震波传播速度随当量比增大而增大;所有工况条件... 发动机采用环缝-小孔垂直对撞喷注结构,燃料为氢气,氧化剂为空气,通过改变当量比开展了旋转爆震发动机工作过程及燃烧室内温度变化情况的实验研究。实验结果表明:在当量比在0.74~1.36时,爆震波传播速度随当量比增大而增大;所有工况条件下环形燃烧室温度不超过2 200℃;而在同一工况下,燃烧室内温度沿轴向逐渐降低;在不同工况下,随着当量比的增大,燃烧室内温度总体呈现逐渐增大趋势。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 当量比 工作过程 温度

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部分裂解煤油的旋转爆震发动机数值模拟 被引量：9

12

作者 王丹 周晨初 +2 位作者 陈宏玉 严宇 洪流 《火箭推进》 CAS 2020年第6期52-59,68,共9页

采用液态煤油作为燃料的旋转爆震发动机具有结构简单、性能高、推进剂可长期贮存的优势,但存在煤油起爆困难的问题。以煤油—空气作为推进剂的旋转爆震发动机为研究对象,研究通过预先加热使得煤油部分裂解再进行点火的起爆过程。建立部... 采用液态煤油作为燃料的旋转爆震发动机具有结构简单、性能高、推进剂可长期贮存的优势,但存在煤油起爆困难的问题。以煤油—空气作为推进剂的旋转爆震发动机为研究对象,研究通过预先加热使得煤油部分裂解再进行点火的起爆过程。建立部分裂解煤油化学反应模型,开展燃烧室内的点火起爆过程仿真分析,计算结果表明,在点火起爆的初始阶段爆震波的形成和发展具有一定的不确定性,进入燃烧室的燃料组分对形成稳定爆震波所需的时间及爆震波最终的传播方向均有影响。裂解率的提升可能导致燃烧区发生缓燃,使得形成稳定爆震波的时间延后。发动机稳定工作时,不同裂解率条件下旋转爆震波传播频率均为7500 Hz,爆震波峰值压力2.3 MPa,发动机比冲在不同周期略有起伏,平均比冲均维持在1340 m/s。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 预先加热 爆震燃烧 煤油裂解 发动机性能评估

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带等压预燃的旋转爆震发动机循环效率分析 被引量：2

13

作者 王丹 陈宏玉 +1 位作者 严宇 洪流 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期970-977,共8页

针对煤油-空气旋转爆震发动机(RDE)点火困难问题,提出一种采用等压预燃的爆震循环模式。通过零维的热效率理论分析方法,建立了一种针对于带预燃的爆震热循环效率模型。结果表明,预燃爆震循环的热效率高于理想Brayton循环,低于理想爆震... 针对煤油-空气旋转爆震发动机(RDE)点火困难问题,提出一种采用等压预燃的爆震循环模式。通过零维的热效率理论分析方法,建立了一种针对于带预燃的爆震热循环效率模型。结果表明,预燃爆震循环的热效率高于理想Brayton循环,低于理想爆震循环。预燃空气比例是热效率的重要影响因素,循环温比为2,预燃空气比例为0时,预燃爆震循环比理想Brayton循环热效率高26.4%,而当预燃空气量逐渐增加,预燃循环效率提升的比例逐渐变小。采用预燃方式有利于液态煤油的点火起爆,在低温比,低预燃空气比例条件下优势明显。试验中应当在保证煤油能够起爆的前提下采用尽可能少的预燃空气。 展开更多

关键词 两级燃烧 旋转爆震发动机 热效率 预燃 性能分析

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旋转爆震发动机中爆震波不稳定传播特性实验研究 被引量：2

14

作者 严宇 张锋 +2 位作者 洪流 杨伟东 王勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2797-2804,共8页

在内径为60mm,外径为70mm的旋转爆震发动机实验件上,进行了以氢气/空气为推进剂的旋转爆震实验,以研究爆震波传播过程中的不稳定现象。实验中采用预爆管切向入射的方式起爆旋转爆震波,用高频动态压力传感器记录爆震波压力,用高速摄像机... 在内径为60mm,外径为70mm的旋转爆震发动机实验件上,进行了以氢气/空气为推进剂的旋转爆震实验,以研究爆震波传播过程中的不稳定现象。实验中采用预爆管切向入射的方式起爆旋转爆震波,用高频动态压力传感器记录爆震波压力,用高速摄像机拍摄爆震波在环形燃烧室内的传播现象。在稳定工况下,爆震波传播速度达到1680.6m/s(为理论值的83.9%),工作频率达到7642Hz;在小流量工况下,爆震波的传播速度表现出很强的不稳定性,能从790.1m/s(理论值的39.4%)变化至1533.9m/s(理论值的76.6%)。实验发现了旋转爆震发动机的点火起爆过程中存在如下不稳定现象:爆震波自发改变传播方向,爆震波自发由一个变成两个,两个爆震波相互撞击。在实验中,还发现:不带喉部时,旋转爆震发动机中爆震波的传播方向具有随机性;带喉部时,爆震波的传播方向呈现出规律性。出现上述"不稳性"现象的可能原因是:点火起爆阶段,初始流场混乱,湍流度较大,爆震波的形成过程容易受到流场扰动的随机性干扰。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 爆震波 传播特性 不稳定现象 实验

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旋转爆震火箭发动机推进性能分析 被引量：1

15

作者 朱亦圆 王可 范玮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期17-28,共12页

针对旋转爆震发动机(Rotating Detonation Engine,RDE)燃烧室简化二维流场,采用流场分区,建立了一种适用于RDE工作特性的性能分析模型,可快速准确地估算RDE的推进性能。模型考虑了燃烧室内气流膨胀过程中的气流角度匹配,可准确描述存在... 针对旋转爆震发动机(Rotating Detonation Engine,RDE)燃烧室简化二维流场,采用流场分区,建立了一种适用于RDE工作特性的性能分析模型,可快速准确地估算RDE的推进性能。模型考虑了燃烧室内气流膨胀过程中的气流角度匹配,可准确描述存在单个爆震波时的基本流场结构特征,包括爆震波倾斜角度、斜激波角度、滑移线角度等,结果与已有文献的研究结果一致性较高。根据模型流场中所取控制体的进出口参数,可得理想膨胀状态下RDE的推进性能,估算结果与已有性能估算模型吻合较好,与已有实验数值偏差为8%。经验证推导,模型亦可用于多波模态。采用该性能分析模型对比研究了不同反应物当量比、进气总压和总温下火箭式RDE的推进性能。研究表明,性能分析模型可准确反映RDE燃烧室的非稳态流场特征,且可快速准确地估算RDE的推进性能,为RDE推进性能的评估提供了简便可靠的方法。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 性能分析模型 流场结构 理想膨胀 推进性能

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燃烧室前缘扩张角对旋转爆震冲压发动机的影响 被引量：1

16

作者 王光宇 刘卫东 +2 位作者 刘世杰 彭皓阳 张海龙 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期86-93,共8页

针对圆柱形隔离段-燃烧室构型的旋转爆震冲压发动机,开展了总温为860 K、马赫数为2的来流条件下的直连式试验,探讨了燃烧室前缘扩张角(θ=30°,45°,60°,90°)对爆震波传播特性、工况范围及压力分布的影响。结果表明:... 针对圆柱形隔离段-燃烧室构型的旋转爆震冲压发动机,开展了总温为860 K、马赫数为2的来流条件下的直连式试验,探讨了燃烧室前缘扩张角(θ=30°,45°,60°,90°)对爆震波传播特性、工况范围及压力分布的影响。结果表明:当燃烧室前缘扩张角为90°时,燃烧模态均为爆燃燃烧;随着扩张角的减小,燃烧模态将会向锯齿波和混合模态(包含单波阶段)转换。当燃烧室前缘扩张角为30°时,旋转爆震的自持工况范围最宽且燃烧室压力最高;同时,随着燃烧室前缘扩张角减小,实现混合模态的当量比下限降低。此外,分析了燃烧模态对来流的影响,发现:锯齿波/混合模态燃烧室内存在的周期性高频压力扰动会使隔离段内的激波串位置前移;混合模态对超声速来流的影响最为显著。 展开更多

关键词 旋转爆震冲压发动机 圆柱形隔离段-燃烧室 前缘扩张角 激波串位置 工况范围

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旋转爆震冲压发动机总体性能分析 被引量：4

17

作者 葛高杨 郭敬涛 +4 位作者 靳乐 马虎 夏镇娟 邓利 周长省 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2667-2674,共8页

为了快速可靠地评估旋转爆震冲压发动机的总体性能,针对冲压模态下的旋转爆震发动机建立了性能分析模型。模型以飞行条件和冲压发动机关键几何参数作为输入参数,结合气体动力学和CJ爆震理论,获得旋转爆震燃烧室的流场参数分布以及发动... 为了快速可靠地评估旋转爆震冲压发动机的总体性能,针对冲压模态下的旋转爆震发动机建立了性能分析模型。模型以飞行条件和冲压发动机关键几何参数作为输入参数,结合气体动力学和CJ爆震理论,获得旋转爆震燃烧室的流场参数分布以及发动机喷管排气参数,输出发动机推力以及燃料比冲,建立了基于连续旋转爆震的冲压发动机性能评估方法。模型参与反应的燃料和氧化剂分别为煤油以及空气,主要研究了燃料温度、喷管喉部面积、燃烧室环面面积、反应物当量比、飞行马赫数以及飞行高度对发动机燃料比冲、推力的影响趋势。研究结果表明,控制其它变量不变,发动机推力与燃料比冲随燃料温度上升而提高;随喷管喉部面积、燃烧室环面面积减小而增大;随飞行高度增加而降低;燃料比冲随当量比、马赫数增大而减小,而推力随当量比、马赫数增大而增大。在高度为25km,马赫数为4,当量比为0.6的工况下,发动机燃料比冲可达到1740s。分析结果表明,模型计算方法可靠,可快速计算出旋转爆震冲压发动机的推力性能。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 冲压发动机 性能分析 推力 燃料比冲

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旋转阀脉冲爆震发动机电控共轨式燃油系统 被引量：1

18

作者 刘练达 张幽彤 +1 位作者 郭昆 倪成群 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期282-286,共5页

为提高旋转阀脉冲爆震发动机(RVPDE)燃油系统性能,增强电磁阀的高频适应性,应用汽车行业领先的共轨技术,设计满足RVPDE性能要求的共轨式燃油系统(Common Rail System of PDE,CRP),并对系统控制性能、流量特性和动态响应特性进行实验研... 为提高旋转阀脉冲爆震发动机(RVPDE)燃油系统性能,增强电磁阀的高频适应性,应用汽车行业领先的共轨技术,设计满足RVPDE性能要求的共轨式燃油系统(Common Rail System of PDE,CRP),并对系统控制性能、流量特性和动态响应特性进行实验研究。研究结果表明:CRP喷射时间可控制到微秒级,所有爆震管每次喷射之间的差别可控制在5%以内,电磁阀开启、关闭的动态响应时间均在1ms以内。 展开更多

关键词 推进系统 旋转阀脉冲爆震发动机 共轨系统 动态响应性

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基于预爆震管的旋转爆震波建立和传播过程研究

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作者 马虎 贾立新 +3 位作者 侯世卓 张义宁 刘事成 高浩鸿 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期826-833,共8页

为研究预爆震管点火方式下旋转爆震波的起始和传播过程,采用动态压力传感器、离子探针以及高速摄影等实验手段,分析了旋转爆震波的建立过程,探讨了预爆震管与燃烧室的相互作用,总结了预爆震管出口直径、初始填充压力以及排气时间对旋转... 为研究预爆震管点火方式下旋转爆震波的起始和传播过程,采用动态压力传感器、离子探针以及高速摄影等实验手段,分析了旋转爆震波的建立过程,探讨了预爆震管与燃烧室的相互作用,总结了预爆震管出口直径、初始填充压力以及排气时间对旋转爆震波建立和传播的影响。研究表明:由于衍射作用,从垂直安装预爆震管传出的爆震波,在燃烧室内迅速发生解耦,形成两道传播速度相同、方向相反的低速燃烧波。两道燃烧波沿燃烧室周向不断加速并对撞,对撞多次后最终发展成一道旋转爆震波。预爆震管出口直径对旋转爆震波建立时间的影响要明显大于初始填充压力的影响。增大预爆震管出口直径,可提高燃烧室内初道激波和燃烧波的强度,有利于缩短DDT时间,但由于预爆震管对旋转爆震波的传播具有一定消弱作用,旋转爆震波的平均传播速度略有减小。当预爆震管处于排气阶段时,旋转爆震波仍可稳定传播,其排气过程并不影响旋转爆震波建立时间。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 爆震波 预爆震管 点火 起爆 传播

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旋转爆震三维非预混混合特性及流场结构研究 被引量：8

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作者 郑榆山 王超 +1 位作者 王宇辉 乐嘉陵 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期407-415,共9页

为深入研究旋转爆震三维非预混流场结构,基于7组分8步反应的化学反应模型,开展了H2/Air旋转爆震流场的数值模拟研究,计算中考虑了黏性的影响。计算结果表明:该喷注结构在冷流流场中混合效果较好,能够在较短距离内实现燃料和氧化剂的充... 为深入研究旋转爆震三维非预混流场结构,基于7组分8步反应的化学反应模型,开展了H2/Air旋转爆震流场的数值模拟研究,计算中考虑了黏性的影响。计算结果表明:该喷注结构在冷流流场中混合效果较好,能够在较短距离内实现燃料和氧化剂的充分混合,但起爆后燃烧室内形成的高压环境使得外壁面附近来流可燃气难以到达,可燃气体层主要靠近燃烧室内壁面;旋转爆震波沿燃烧室内壁面周向传播,爆震波后沿径向和周向方向形成"双诱导激波"结构,并进一步导致爆震波后出现高温区和高压区"不吻合"的流场现象;在燃烧室入口截面,爆震波后形成"三诱导激波"结构,诱导激波通过空气环缝向上游传播并对来流燃料和氧化剂的喷注产生影响。 展开更多

关键词 旋转爆震发动机 非预混数值模拟 流场结构 混合特性

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