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题名固体火箭超燃冲压发动机凝相产物特性研究
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作者
杨鹏年
夏智勋
马立坤
刘宇尘
赵李北
屈影
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机构
国防科技大学高超声速技术实验室
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出处
《推进技术》
北大核心
2025年第5期196-204,共9页
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基金
国家自然科学基金(12272409)
湖南省研究生科研创新项目(CX20230058)。
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文摘
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。
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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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Keywords
Solid rocket scramjet
Condensed-phase products
Modular test device
Product analysis
Spatial distribution
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分类号
V435
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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