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Numerical and experimental research on axial injection end-burning hybrid rocket motors with polyethylene fuel

Chinese Journal of Aeronautics 2024年第8期37卷 91-105页

作者： Xiangyu MENG Hui TIAN Lingfei HE Jingfei GAO Xiaoting NIU Guobiao CAI School of Astronautics Beihang UniversityBeijing 100191China Key Laboratory of Spacecraft Design Optimization&Dynamic Simulation Technologies Ministry of EducationBeijing 100816China

This study investigates the end-burning hybrid rocket motors with polyethylene fuel by the numerical simulation and *** on computational fluid dynamics,a numerical model is *** model is validated by two firing tests in this hybrid rocket motor,which uses oxygen and polyethylene as *** results show that the numerical and experimental data are in good agreement,and the error of the chamber pressure is less than 2.63%.Based on the simulation mode,the blowoff limit of the end-burning hybrid rocket motors is *** the nozzle throat diameter and the inner diameter of grain are large,it is more difficult for the hybrid rocket motor to achieve end-burning mode,i.e.,the flame spreading is prevented in the narrow *** main reason is that when the nozzle throat and the grain port are large,chamber pressure and oxidizer flow velocity are ***,the friction velocity considering the pressure and flow velocity is *** critical friction velocity is about 4.054–4.890 m/s in the hybrid rocket *** the friction velocity exceeds the critical friction velocity,the combustion mode in hybrid rocket motors changes from the flame spreading mode to the end-burning ***,the regression rate formula is obtained by fitting,which shows that the regression rate has a good correlation with combustion chamber *** critical friction velocity and regression rate formula can provide an important reference for end-burning hybrid rocket motors.

关键词： Hybrid rocket motor end burning Blowoff limit Flame propagation Regression rate

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