中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机工作过程与性能的影响

作     者：魏万里 郑权 鲁江涛 翁春生 武郁文 WEI Wanli;ZHENG Quan;LU Jiangtao;WENG Chunsheng;WU Yuwen

作者机构：南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094 淮海工业集团有限公司山西长治046012 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      面：1185-1194页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11802137、11702143) 中央高校基本科研业务专项资金项目(30919011259)。 

主　　题：旋转爆轰发动机 液态燃料 中心锥 双波对撞模态 推力 比冲 

摘      要：为分析中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机(RDE)工作特性的影响,在环形阵列式RDE上,以汽油/富氧空气为工质,开展了液态燃料RDE实验研究。测量发动机在不同中心锥位置l/L(l为燃烧室内壁面等直段末端与燃烧室外壁面末端的距离,L为燃烧室外壁面长度)和中心锥锥角θ时的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明:改变l/L和θ未对旋转爆轰波传播模态产生影响,各工况下旋转爆轰波均为双波对撞模态;受预爆轰管切向喷注孔的影响,双波对撞点无法稳定于预爆轰管出口附近;爆轰波传播速度和频率随中心锥位置的前移呈下降趋势,当l/L=0%、θ=20°时,推力和燃料比冲分别为951.6 N和1151.8 s,为所有实验工况中最大值;随着l/L或θ增大,爆轰产物轴向膨胀距离变短,中心锥头部突扩位置处膨胀波影响增强,外流场中心锥型面约束作用减弱且高温燃气径向膨胀增强,发动机出口高温燃气轴向分速度逐渐减小,发动机推力和燃料比冲逐渐减小;当l/L25.5%或θ40°时,受熄爆再起爆和膨胀波增强影响,发动机推力和燃料比冲下降速率增大。