吸气式连续旋转爆震与来流相互作用

《吸气式连续旋转爆震与来流相互作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAeronaut／caetAstronaut／caSin／caMay252016V01．37No．51411—1418ISSN1000-6893CN11—1929／Vhttp：Hhkxb．buaa．edu．onhkxb@buaa．edu．onDOI：10．7527／$1000—6893．2015．0210吸气式连续旋转爆震与来流相互作用王超1，刘卫东1’*，刘世杰1，蒋露欣1，苏义21．国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点试验室，长沙4100732．陆军装备部武汉军代局驻常德军代室，常德415000摘要：以加热空气为

2、氧化剂，氢气为燃料，开展了吸气式连续旋转爆震试验，研究了连续旋转爆震与来流的相互作用。通过测量隔离段和爆震燃烧室压力，发现了3种相互作用类型：类型i：连续旋转爆震对空气来流不产生影响；类型2：空气来流中存在高频压力振荡，且主频与连续旋转爆震波的传播频率相同，但来流总压不变；类型3：空气来流中存在与连续旋转爆震波传播频率相同的高频压力振荡，且来流总压升高。初步对比了爆震燃烧室尺寸的影响，结果表明随着爆震燃烧室面积的减小，连续旋转爆震对来流的影响增强，影响区域也向上游扩展。关键词：爆震推进；吸气式爆震；连续旋转爆震；爆震／来流相互作用；传播特

3、性中图分类号：V231．2文献标识码：A文章编号：l000—6893(2016)05—1411—08连续旋转爆震(ContinuousRotatingDetona-tion，CRD)是爆震燃烧的方式之一，其本质属于预混燃烧。Wolanski[1]、Lu和Braun[21对连续旋转爆震推进研究进行了综述，认为连续旋转爆震具有热循环效率高[2’3]、放热速率快的优点，且具有推力矢量调节潜力[4-5]。连续旋转爆震能够以火箭和吸气式2种模态工作口’2’6

4、，目前的研究工作主要集中于前者。针对吸气式连续旋转爆震推进，已经提出了不同的工作概念[1’

5、2“’7]，验证了其工作可行性[8-引，并研究了其流场结构和工作特性口⋯、爆震波传播模态[11

6、。吸气式连续旋转爆震工作过程与火箭模态下的类似，其工作过程如下：来流空气经进气道压缩后与燃料混合，形成可燃混合气后被沿圆周方向传播的连续旋转爆震波(CRDw)消耗，高温高压的爆震产物加速排出产生推力。目前认为，连续旋转爆震产生的高温高压燃烧产物使得爆震波后推进剂的喷注过程受阻；连续旋转爆震波沿圆周方向继续传播，燃烧产物的压力因膨胀降低，当其低于推进剂总压时，推进剂喷注过程得以恢复，即连续旋转爆震的传播对推进剂的形成过程和状态产生影响；另一方面，

7、推进剂的形成过程和状态影响连续旋转爆震的传播特性。因此，连续旋转爆震与推进剂的形成过程之间存在相互作用。针对火箭工作模态的连续旋转爆震，Bykovskii和Vedernikov[12]在试验中发现连续旋转爆震波上游的可燃气体层中存在斜激波。Zhdan和Rybnikov[131在二维数值计算中发现了类似结果。Schwer和Kailasanath[14]的数值计算结果表明：连续旋转爆震波会在推进剂积气腔中形成压力波动，但不会引起推进剂的回流；进一步的数值计算研究发现[1朝喷嘴的倾斜方向偏向或背向爆震波的传播方向时会增强或抑制积气腔中的压力振荡

8、。Braun等口61试验研究了单个收稿日期：2015·04-28；退修日期：2015—05—19；录用B期：2015—07—27；网络出版时间：2015．08．1816：26：38网络出版地址：WWWcnki．net／kcms／detail／11．1929V．201508181626．003html基金项目：国家自然科学基金(51306202，51476186，91441201)*通讯作者．Tel．：0731-84574758E-mail：WDLiu@nudt．edu．cn引用撂武

9、王超．翅l东．翅世杰．等．吸气武连续旋转爆震与来流相互作

10、用[J]．航空学报．2016，37(5)：1411-1418．WANGC．uUWD，L

11、USJ。eta1．Interactionofair-breathingcontinuousrotatingdetonationwithinflowYJ]．ActaAeronaut／caetAstronaut／caSin／一c8，2016，37(5)：1411-1418．航空学报May252016Vol37No5爆震波传播经过喷注积气腔引起的压力振荡，分析了积气腔中压力振荡峰值、恢复时间等的无量纲关系；Fotia等[171通过试验时序以一定时间间隔起爆爆

12、震波，其中爆震波传播方向与预混气流动方向相垂直，观测的流场纹影图像结果表明，采用面积扩张型喷嘴喷注预混气能抑制激波回传，但不能阻止回火现象[18I。在连续旋转爆震发动机中，连续旋转爆震波在爆震