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涡轮基双燃烧室超燃组合循环发动机方案研究

推进技术 2018年第10期39卷 2297-2302页

作者：赵文胜郭金鑫侯金丽费立森北京空天技术研究所北京100074 北京动力机械研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室北京100074 北京动力机械研究所北京100074

针对临近空间飞行器及空天飞行器使用需求,提出了涡轮基双燃烧室超燃组合循环发动机(Turbine-based dual-combustor scramjet combined cycle propulsion,TBDC)概念,由成熟涡轮与双燃烧室超燃冲压发动机并联组成,Ma0～2.5以涡轮模态为主... 详细信息

针对临近空间飞行器及空天飞行器使用需求,提出了涡轮基双燃烧室超燃组合循环发动机(Turbine-based dual-combustor scramjet combined cycle propulsion,TBDC)概念,由成熟涡轮与双燃烧室超燃冲压发动机并联组成,Ma0～2.5以涡轮模态为主,Ma2.5～6+主要由双燃烧室超燃冲压发动机提供推力。分析了双燃烧室超燃冲压发动机启动马赫数低、工作包线下边界宽域特点对解决涡轮基与冲压级模态转换过程中普遍存在的"推力陷阱"的有效性和双燃烧室技术应用于组合发动机的可行性,研究了双燃烧室发动机适应组合发动机一体化构形和性能保持、统筹组合发动机可调进气功能拓展双燃模态工作边界的技术途径,完成了组合发动机典型状态点性能仿真和关键技术梳理。研究表明,涡轮基双燃烧室超燃组合循环发动机有望在Ma2.5～3实现模态转换、推力顺畅接力,适应Ma0～6+高速宽域飞行需求。

关键词：组合循环发动机超燃冲压发动机推力陷阱双燃烧室

双燃烧室冲压发动机三维隔板后缘构型数值研究

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弹箭与制导学报 2010年第4期30卷 108-112页

作者：于江飞晏至辉刘卫东国防科学技术大学航天与材料工程学院

文中对双燃烧室冲压发动机超燃室中多种三维隔板后缘构型对超声速混合层的影响进行了数值研究，并详细分析了较优构型的冷流和燃烧流场。隔板后缘为交错构型时诱导的流向涡大大促进了混合层增长，楔块顶点间隔越大，楔角增大，流向涡演... 详细信息

文中对双燃烧室冲压发动机超燃室中多种三维隔板后缘构型对超声速混合层的影响进行了数值研究，并详细分析了较优构型的冷流和燃烧流场。隔板后缘为交错构型时诱导的流向涡大大促进了混合层增长，楔块顶点间隔越大，楔角增大，流向涡演化发展得越快。同时详细分析了较优隔板后缘构型的冷流流场结构和其扩展构型的三维燃烧流场结构，在计算区域后段，燃烧流场混合效果比冷流流场的略有增加。

关键词：双燃烧室隔板混合层超声速燃烧数值模拟

双燃烧室冲压发动机富油燃气超声速燃烧数值模拟

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弹箭与制导学报 2009年第2期29卷 169-173页

作者：于江飞晏至辉刘卫东国防科学技术大学航天与材料工程学院长沙410073

文中对双燃烧室冲压发动机主燃室中富油燃气超声速燃烧进行了数值模拟。在模拟飞行马赫数6情况下,研究了亚燃室出口燃气马赫数、压力及燃气与超燃进气道出口热空气的压力匹配程度等多种因素对流场的影响。结果表明,保持热空气马赫数不变... 详细信息

文中对双燃烧室冲压发动机主燃室中富油燃气超声速燃烧进行了数值模拟。在模拟飞行马赫数6情况下,研究了亚燃室出口燃气马赫数、压力及燃气与超燃进气道出口热空气的压力匹配程度等多种因素对流场的影响。结果表明,保持热空气马赫数不变,燃气马赫数越低,混合层增长越快;燃烧促进了混合层增长,燃气马赫数较高时,燃烧对混合层增长的促进作用受到抑制;来流压力不匹配程度越大,流场波系越强,混合层和激波相互作用后偏折越厉害;燃气/空气压力比小于1时,混合层和燃烧释热区均有所增大。

关键词：双燃烧室混合层超声速燃烧数值模拟

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双燃烧室中煤油超燃试验研究

流体力学实验与测量 2000年第1期14卷 51-56页

作者：孙英英司徒明王春韩肇元中国科学技术大学现代力学和机械工程系安徽合肥230027 中国航天工业总公司31所北京100074

对双燃烧室中煤油超燃进行了试验研究。试验采用亚燃燃烧室产生的高温富油燃气在超燃燃烧室的超声速主气流中补燃的方案实现了煤油超燃过程 ,研究了在不同超声速主气流总温状态下高温富油燃气的当量比对超声速燃烧效率的影响 ;

关键词：煤油双燃烧室超声速燃烧补燃超燃冲压发动机飞机

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双燃烧室冲压发动机为动力的高超声速飞行器

导弹与航天运载技术 2008年第5期 26-30页

作者：于江飞晏至辉刘卫东国防科学技术大学长沙410073

介绍了双燃烧室冲压发动机的研究进展及特点,并较详细地论述了以双燃烧室冲压发动机为动力的高超声速飞行器的主要技术,对其机理研究和工程应用有一定的参考价值。

关键词：冲压发动机双燃烧室高超声速飞行器

双燃烧室冲压发动机超声速混合层数值模拟及非线性分析

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双燃烧室冲压发动机超声速混合层数值模拟及非线性分析

作者：于江飞国防科学技术大学

学位级别：硕士

本文针对双燃烧室冲压发动机超声速混合层进行了数值模拟和非线性分析。采用RANS方法对超声速燃烧室流场进行了二维数值仿真:在没有燃烧增强装置时,超燃室内燃烧较弱:有厚度隔板后缘底部可以稳定点火、增强气流掺混;对流马赫数小于0.5... 详细信息

本文针对双燃烧室冲压发动机超声速混合层进行了数值模拟和非线性分析。采用RANS方法对超声速燃烧室流场进行了二维数值仿真:在没有燃烧增强装置时,超燃室内燃烧较弱:有厚度隔板后缘底部可以稳定点火、增强气流掺混;对流马赫数小于0.5时,保持热空气马赫数不变,富油燃气马赫数越低,混合层增长越快;亚燃室出口燃气温度上升,燃烧效率显著增加;来流压力不匹配程度越大,混合层和激波作用后偏折越厉害;空气/燃气压力比增加,燃烧效率大大增加;模拟飞行马赫数降低,燃烧效率大大提高,同时总压损失也增大。首次采用大涡模拟(LES)方法对超燃室二维超声速混合层进行了数值模拟:弱燃烧强度时,燃烧对混合层形态有较小影响,而混合层形态完全主导着化学反应。隔板后缘厚度越大,气流夹角越大,混合层K-H不稳定阶段越短;扩张段扩张角越大,混合层在扩张段发展得越充分;小流道使大涡结构与上壁面作用而受到抑制。亚燃室出口气流马赫数变大,上下气流掺混加剧;下层气流/上层气流压力比增加,混合层增长大大加快。弱反射激波与大涡结构作用后,两者均产生很大变形,大涡增长受到抑制;强激波入射在混合层上,使当地混合层增长加快,但在下游位置拟序结构对平均流湍动能的吸收达到饱和,阻碍了混合层增长。初步研究了本文特定的超声速混合层的混合增强措施:低速流入口加入沿流向振荡对二维混合层的混合增强效果明显,加振荡后流场燃烧强度加大,但仍属于较弱燃烧强度;振荡频率决定着涡量聚集区域的位置和大小,振幅决定着涡量分配和聚集的均匀程度。对三维混合层流场,后缘为交错构型时其诱导的流向涡大大促进了混合层的增长。对不同交错后缘构型,楔块顶点间隔越大,楔角增大,流场混合层流向涡卷起得更大。分析较优隔板后缘扩展构型的三维燃烧流场,在空间区域,CO生成量在流向涡涡核处最多,随混合层发展,流向涡涡量向周围区域传递,CO生成量大大增加。对超声速混合层进行LES模拟,提取流场脉动压力进行非线性时间序列分析:利用混合层中心线上非线性不变量——关联维数D和最大Lyapunov指数的分布来分析混合层的发展情况及稳定性,并举例验证了可行性。首次将非线性时间序列分析方法应用于混合层混合效果的测量上,提出了实验测量混合层厚度的低成本方法,举例验证了纵向截面上关联维数分布与当地流向湍流强度分布一致的普遍性和定量分析混合效果的可行性。

关键词：双燃烧室超声速燃烧超声速混合层大涡模拟混合增强非线性分析

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固体燃料双燃烧室冲压发动机研究

弹箭与制导学报 2017年第3期37卷 67-70页

作者：徐东来孙振华中国空空导弹研究院河南洛阳471009

双燃烧室冲压发动机是超燃冲压发动机研究的一个重要方向,有很高的应用价值。文中对一种固体燃料双燃烧室冲压发动机进行了性能计算和试验研究,分析了亚燃流道和超燃流道的部件特性和特征参数对发动机总体性能的影响。计算结果表明,在... 详细信息

双燃烧室冲压发动机是超燃冲压发动机研究的一个重要方向,有很高的应用价值。文中对一种固体燃料双燃烧室冲压发动机进行了性能计算和试验研究,分析了亚燃流道和超燃流道的部件特性和特征参数对发动机总体性能的影响。计算结果表明,在所研究的范围内,超燃流道主要影响发动机性能,亚燃流道主要作用是点火和稳定燃烧。开展了发动机地面试验,亚燃/超燃点火和燃烧组织稳定,验证了固体燃料双燃烧室发动机方案的可行性。

关键词：冲压发动机双燃烧室超声速燃烧固体燃料径向布局

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双燃烧室冲压发动机燃烧室数值研究

双燃烧室冲压发动机燃烧室数值研究

第十三届全国激波与激波管学术会议

作者：于江飞晏至辉刘卫东国防科学技术大学航天与材料工程学院

采用CFD方法对双燃烧室冲压发动机超燃模块燃烧室进行了二维数值模拟,考虑了隔板厚度、隔板偏折度对流场结构和燃烧的影响,并针对大厚度隔板,研究了以双燃烧室冲压发动机为动力的高超声速飞行器不同飞行马赫数下,超燃室流场结构及燃烧... 详细信息

采用CFD方法对双燃烧室冲压发动机超燃模块燃烧室进行了二维数值模拟,考虑了隔板厚度、隔板偏折度对流场结构和燃烧的影响,并针对大厚度隔板,研究了以双燃烧室冲压发动机为动力的高超声速飞行器不同飞行马赫数下,超燃室流场结构及燃烧效率、总压损失等燃烧性能。研究表明,隔板底部区可以增强混合和燃烧;隔板偏折度对流场结构基本无影响;飞行马赫数越低,燃烧效率越高,同时总压损失也越大。

关键词：双燃烧室冲压发动机超声速燃烧隔板数值研究

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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双燃烧室火箭发动机的工作特点

空天技术 1985年第2期 21-30页

作者：刘菊艳

为确定双燃烧室火箭发动机的工作特点而进行了一次实验研究。本实验用轴对称和二维试验装置,用空气流模拟了其实际流动情况。并不需要专门的设计,总可以使主发动机排气流在助推器内腔中发生骤降(除长度很短的助推器以外),人们已发现,在... 详细信息

为确定双燃烧室火箭发动机的工作特点而进行了一次实验研究。本实验用轴对称和二维试验装置,用空气流模拟了其实际流动情况。并不需要专门的设计,总可以使主发动机排气流在助推器内腔中发生骤降(除长度很短的助推器以外),人们已发现,在发生骤降时,推力对助推器空腔长度不敏感。选用适当的喷管喉部面积比值和助推器直径就可以在助推器内腔中保持超音速流动,并使推力显著地增加。设计一台以超音速流动方式工作的实际发动机,特别是无喷管助推器的发动机看来是切实可行的。

关键词：喷管喉部主发动机内腔面积比长度助推火箭助推器火箭发动机超音速流可压缩流动超音速流动排气污染物发动机排气喷气流双燃烧室