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基于亚燃RBCC构型的引射模态一次火箭节流策略研究

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推进技术 2022年第1期43卷 55-63页

作者：吴亚可刘继方胡宗纯徐卫昌杨晴火箭军士官学校山东青州262500 中国兵器工业试验测试研究院陕西华阴714200

为了探究亚燃RBCC构型在引射模态下的性能表现和一次火箭节流规律,基于一设计点为亚燃模态的RBCC构型,开展了进气道/燃烧室一体化内流道的数值模拟工作,分析了一次火箭流量变化对进气量、流道压力分布、推力和比冲的影响,最终给出了引... 详细信息

为了探究亚燃RBCC构型在引射模态下的性能表现和一次火箭节流规律,基于一设计点为亚燃模态的RBCC构型,开展了进气道/燃烧室一体化内流道的数值模拟工作,分析了一次火箭流量变化对进气量、流道压力分布、推力和比冲的影响,最终给出了引射模态下一次火箭的节流策略。结果表明:引射模态下,一次火箭流量调节对RBCC性能的影响非常复杂,且规律性和一致性较差;在亚声速引射模态,建议一次火箭以大流量工作,暂不考虑比冲性能;在超声速引射模态,建议一次火箭以小流量工作;为了提升进气道启动点附近RBCC的比冲性能,建议尝试二次燃料的喷注燃烧,但必须充分考虑对进气系统的不利影响。

关键词：火箭基组合动力循环亚燃构型引射模态性能一次火箭节流策略

RBCC发动机亚燃模态一次火箭引导燃烧的实验

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航空动力学报 2013年第3期28卷 567-572页

作者：徐朝启何国强刘佩进秦飞潘科玮西北工业大学燃烧流动和热结构重点实验室西安710072

针对使用液体煤油燃料(JP-10)的火箭基组合动力循环(RBCC)发动机在亚燃模态下使用一次火箭作为引导的燃烧组织开展了实验研究.实验在低来流总温条件下,使用小流量一次火箭羽流作为引导火焰可以实现液体煤油的可靠点火和稳定燃烧,并在扩... 详细信息

针对使用液体煤油燃料(JP-10)的火箭基组合动力循环(RBCC)发动机在亚燃模态下使用一次火箭作为引导的燃烧组织开展了实验研究.实验在低来流总温条件下,使用小流量一次火箭羽流作为引导火焰可以实现液体煤油的可靠点火和稳定燃烧,并在扩张燃烧室中实现"热力壅塞",从而完成RBCC发动机亚燃模态的高效燃烧.在目前发动机燃烧室构型下,通过一系列的发动机壁面压力分布曲线和推力增益的比较,研究了凹腔,支板及壁面喷注位置对发动机性能的影响.实验的结果表明:在一次火箭的下游使用支板喷注器可以使得燃料较容易的分布在主流中,并且在一次火焰羽流的引导下可以实现稳定高效的燃烧.支板喷注器的位置对于发动机的性能有很大的影响,在凹腔前壁面横向喷注燃料,有利于RBCC发动机燃烧性能的提升.为了获得较优的发动机亚燃模态性能,需要进一步对燃料的喷注策略开展优化研究.

关键词：火箭基组合动力循环(RBCC) 亚燃模态引导燃烧一次火箭发动机性能

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火箭引射模态下一次火箭流量优化方法研究

固体火箭技术 2010年第6期33卷 631-635页

作者：吕翔刘佩进何国强刘洋西北工业大学燃烧流动和热结构国家级重点实验室西安710072

对火箭基组合循环(RBCC)发动机火箭引射模态下一次火箭流量优化方法开展了研究,并对飞行条件下一次火箭流量的变化规律进行了分析。提出了采用有效比冲作为优化目标的一次火箭流量单目标优化模型;建立了求解与一次火箭流量相匹配的二次... 详细信息

对火箭基组合循环(RBCC)发动机火箭引射模态下一次火箭流量优化方法开展了研究,并对飞行条件下一次火箭流量的变化规律进行了分析。提出了采用有效比冲作为优化目标的一次火箭流量单目标优化模型;建立了求解与一次火箭流量相匹配的二次燃料流量的比例控制方法;在考虑发动机性能优化与弹道分析耦合作用的基础上,采用试验设计和遗传算法,建立了火箭引射模态下一次火箭流量优化方法。针对空中载机发射的RBCC发动机,开展了火箭引射模态下一次火箭流量优化,并根据弹道分析结果,给出了飞行条件下一次火箭流量变化规律。结果表明,为了克服飞行过程中声障阻力,一次火箭流量在Ma=1.0附近达到最大,此时对发动机提出较高的推力设计要求;在Ma=1.5附近,来流空气的冲压作用占主导地位,一次火箭流量出现较大程度的节流,此时对发动机提出较高的比冲设计要求;超过Ma=1.5后,一次火箭以较小的流量状态维持稳定工作;火箭引射模态下一次火箭流量调节比达到了5.0。

关键词：火箭基组合循环火箭引射模态一次火箭优化遗传算法

RBCC混合燃烧模态一次火箭对燃烧稳定影响

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推进技术 2010年第5期31卷 544-548页

作者：潘科玮何国强刘佩进杨斌西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室陕西西安710072

通过RBCC三维构型的数值计算,详细研究了一次火箭流量变化对于整个燃烧流场的影响。研究表明,对于RBCC逐级扩张型燃烧室,处于混合燃烧模态时,仅依靠凹腔作为火焰稳定器很难实现整个流场有效的燃烧组织和火焰稳定;一次火箭火焰羽流可以... 详细信息

通过RBCC三维构型的数值计算,详细研究了一次火箭流量变化对于整个燃烧流场的影响。研究表明,对于RBCC逐级扩张型燃烧室,处于混合燃烧模态时,仅依靠凹腔作为火焰稳定器很难实现整个流场有效的燃烧组织和火焰稳定;一次火箭火焰羽流可以为混合燃烧模态提供引导火焰,改变燃烧组织形式,跟凹腔配合实现二次喷注燃料与来流的充分掺混,提高流场的燃烧稳定性能,为实验研究提供了明确的方向。通过RBCC实验研究,也证明了开启小流量一次火箭能够促进整个流场的燃烧稳定,燃烧性能有很明显提高。一次火箭流量还需控制在一定流量范围内,才能既有效提高燃烧室火焰稳定和火焰传播能力,又能够保证进气道的稳定工作性能。

关键词：火箭基组合循环混合燃烧模态火焰稳定一次火箭

海平面静态时一次火箭沿流道放置位置对RBCC性能的影响

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弹箭与制导学报 2017年第5期37卷 91-94,98页

作者：吴亚可徐卫昌黄威胡宗纯刘晓伟石磊火箭军工程大学士官学院山东青州262500 中国航天科技集团公司西安航天动力研究所西安710100 西北工业大学西安710072

为了探究海平面静态一次火箭沿流道放置位置对RBCC性能的影响,文中开展了进气道/燃烧室一体化全流道的数值模拟工作。结果表明:海平面静态,一次火箭沿流道后移对进气系统的影响比较复杂,且与一次火箭流量的大小高度相关,而对RBCC推力和... 详细信息

为了探究海平面静态一次火箭沿流道放置位置对RBCC性能的影响,文中开展了进气道/燃烧室一体化全流道的数值模拟工作。结果表明:海平面静态,一次火箭沿流道后移对进气系统的影响比较复杂,且与一次火箭流量的大小高度相关,而对RBCC推力和比冲的影响则一直比较积极;海平面静态,当需要一次火箭大流量工作时,建议其位置应尽可能沿流道后移,以保证RBCC的整体性能最优。

关键词： RBCC 一次火箭位置海平面静态性能影响

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RBCC发动机亚燃模态热环境分析

科学技术与工程 2012年第5期20卷 1085-1089页

作者：袁双李强秦飞吕翔潘科玮西北工业大学燃烧热结构与内流场重点实验室西安710072

针对RBCC(火箭基组合循环)发动机的亚燃模态,通过三维数值模拟计算,分析了不同的工况下RBCC发动机中的受热情况,得到热载荷分布。其中一次火箭、小支板尾端、凹腔出口受热最为严重。计算发现一次火箭的流量越大,对流换热系数越大。支板... 详细信息

针对RBCC(火箭基组合循环)发动机的亚燃模态,通过三维数值模拟计算,分析了不同的工况下RBCC发动机中的受热情况,得到热载荷分布。其中一次火箭、小支板尾端、凹腔出口受热最为严重。计算发现一次火箭的流量越大,对流换热系数越大。支板壁喷会产生二氧化碳剪切层,影响燃烧效率;但是会降低热流密度。通过较为系统的热力分析,为RBCC发动机热防护提供一定的设计依据。

关键词：火箭基组合循环燃烧室一次火箭热防护