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连续旋转爆震波传播模态试验

国防科技大学学报 2015年第4期37卷 121-127页

作者：王超刘卫东刘世杰林志勇蒋露欣国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073

通过保持空气流量不变、改变H2／air当量比开展了连续旋转爆震对比试验，发现随当量比的降低出现三种传播模态：在较高的当量比（0．90～1．86）下，连续旋转爆震波以同向传播模态传播；在较低的当量比（≈0．75）下，则以双波对撞模态... 详细信息

通过保持空气流量不变、改变H2／air当量比开展了连续旋转爆震对比试验，发现随当量比的降低出现三种传播模态：在较高的当量比（0．90～1．86）下，连续旋转爆震波以同向传播模态传播；在较低的当量比（≈0．75）下，则以双波对撞模态传播；在中间工况，则以上述混合模态维持传播。分析了不同传播模态下的高频压力特征，并初步分析了传播模态的转换机制：当量比较高时，爆震强度较高，传播过程中的损失和速度亏损相对较小，爆震波以同向传播模态维持传播；当量比较低时，爆震强度较低，传播过程中的损失和速度亏损较大，此时无法维持同向传播模态，而以双波对撞模态传播，这是由于双波对撞模态中的激波对撞产生高温环境，有利于燃烧放热，其可能是连续旋转爆震的极限传播模态。

关键词：连续旋转爆震同向传播模态双波对撞模态速度亏损模态转换

燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能影响实验研究

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推进技术 2018年第12期39卷 2764-2771页

作者：郑权李宝星翁春生白桥栋南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

为了研究燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能的影响,在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,详细分析了不同燃烧室长度下爆轰波传播模态、平均压力峰值和传播速度的变化特征。测量了发动机模型在不同燃烧室长度... 详细信息

为了研究燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能的影响,在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,详细分析了不同燃烧室长度下爆轰波传播模态、平均压力峰值和传播速度的变化特征。测量了发动机模型在不同燃烧室长度下的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明:出口背压为大气压时,空气流量为762.9g/s,氧气流量为182.4g/s,汽油流量为84.3g/s,当量比为0.82,燃烧室长度L=235mm工况下爆轰波为稳态双波对撞模态,平均压力峰值和传播速度分别为0.9MPa和1068m/s,爆轰波传播频率为2.223kHz。当L波为非稳态双波对撞模态,平均压力峰值变化较小,传播速度随着燃烧室长度变短而降低。仅在L=135mm工况下,爆轰波传播速度略高于L=155mm工况点,推力和燃料比冲分别为579.5N和701.5s。当155mm≤L235mm时推力和燃料比冲变化趋于平缓。

关键词：连续旋转爆轰发动机液态燃料双波对撞模态燃烧室长度推力比冲

氧化剂中氧含量对气液两相旋转爆轰影响的数值模拟和实验研究

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固体火箭技术 2020年第6期43卷 714-724页

作者：李宝星舒慧明李宏岩赵凤起翁春生古呈辉西安近代化学研究所西安710065 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094

为研究氧化剂中氧含量对气液两相旋转爆轰波起爆与传播特性的影响,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,开展数值模拟和实验研究,模拟了气液两相旋转爆轰波的形成过程,获得了稳定旋转爆轰流场结构,分析了不同氧含量下爆轰波起爆与传播特性。... 详细信息

为研究氧化剂中氧含量对气液两相旋转爆轰波起爆与传播特性的影响,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,开展数值模拟和实验研究,模拟了气液两相旋转爆轰波的形成过程,获得了稳定旋转爆轰流场结构,分析了不同氧含量下爆轰波起爆与传播特性。计算结果表明,稳定旋转爆轰流场由爆轰波、斜激波、爆轰产物及其间断面、预混燃料层以及爆轰产物与燃料层之间的接触面等复杂波系组成;当氧化剂中氧含量偏低,预混燃料反应活性偏低,爆轰波难以起爆,当氧含量增加至30%时,才能形成自持传播的爆轰波,随着氧含量的增加,燃烧强度增加,爆轰压力、温度及爆轰波速度均增加;当氧气含量进一步增加到40%时,虽然成功起爆,但爆轰波最终以双波对撞模态传播,爆轰压力和速度有所降低。实验结果显示:在当前模型下,气液两相旋转爆轰波起爆条件更加苛刻,当氧化剂中氧气质量含量增加至37%时,才能形成自持传播的爆轰波,起爆后爆轰波以双波对撞模态传播。

关键词：氧含量气液两相旋转爆轰流场结构起爆与传播特性双波对撞模态

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

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兵工学报 2021年第6期42卷 1185-1194页

作者：魏万里郑权鲁江涛翁春生武郁文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

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... 详细信息

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/L>25.5%或θ>40°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。

关键词：旋转爆轰发动机液态燃料中心锥双波对撞模态推力比冲