固体燃料冲压发动机的燃烧机理

叙述了固体燃料冲压发动机(SFRJ)的燃烧性能,特别是燃速与燃料性能有关的模型.为确定燃速控制步骤和仿真的重要机理,在观察包括燃料分解过程的不同现象(如化学反应和传热)的基础上进行分析.比较了4种聚合燃料试验数据与模型预测的数据,结果表明,在不同燃料中它们具有极好的定性一致,以及良好的燃速定量预测.这个模型对选择合理的燃料及发动机的初步设计和SFRJ最终样机静态点火试验前性能曲线的预定而言是有用的工具.     

固体燃料冲压发动机在小口径弹药上的应用

总结了固体燃料冲压发动机的发展过程和现状,分析其工作性能和应用于小口径弹药上需解决的关键技术,如突扩燃烧机理、燃料流量及燃速特性、散布控制、燃烧效率、补燃室设计等,以及解决相关问题的可能途径和方法,最后给出固体燃料冲压发动机应用于小口径弹药时的总体结构布置     

固体燃料冲压发动机用富燃料推进剂的发展现状

由于优异的推进性能和简单的结构,固体燃料冲压发动机是最受关注的增程推进系统。综述了固体燃料冲压发动机的特点和对富燃料推进剂的要求,重点介绍了该富燃料推进剂的分类,指出了燃料研制过程需要突破的关键技术,如固体燃料点火技术、抗高过载技术、燃烧效率提高技术、燃速控制技术、燃料综合性能提高技术等。     

混合冲压发动机的理论性能探讨

提出了可充分利用比冲性能高、燃料流量控制范围广和燃烧稳定性良好等优点的液体燃料冲压发动机与管道火箭组合的混合冲压发动机方案。探讨了其理论性能,证明了其可行性。     

固体燃料的超声速燃烧研究进展

介绍了超燃冲压发动机的用途、特点, 综述了国外固体燃料应用于超燃冲压发动机的研究成果, 总结了固体燃料的超声速燃烧得以发生和持续的条件, 通过对文献的归纳, 认为固体燃料可以进行超声速燃烧, PMMA和HTPB等燃料具有适合超声速燃烧的性能, 展望了富燃料推进剂在超燃冲压发动机中的应用前景, 对发展超燃固体富燃料推进剂提出了建议.     

固体燃料冲压发动机燃料燃速与推力调节

为了确定进气涡流和二次气体喷射能否有效地用于固体燃料冲压发动机燃料燃速的控制和推力调节,曾进行了一项实验研究.进气涡流的特性是在无反应流中测量的.试验是用当量比为0.5～1.8之间的三种燃料成分在高、低空气质量流量下进行的.发现,在进气道下游引入涡流对实现燃料燃速的有限增长会产生影响,但影响的幅度与发动机的几何尺寸有很大关系.涡流与再附着进气道气流和大大增强的近壁混合之间的相互作用对有效燃烧不利.高能气体燃料(H_2,C_2H_4)可以很容易地喷入,并在贫油条件下有效地燃烧,大大提高推力.     

固体燃料冲压发动机的燃烧(Ⅰ)

介绍的固体燃料冲压发动机由产生反应气体的预燃室和产生最终燃烧气体的冲压燃烧室组成。在预燃室与冲压燃烧室之间没有壅塞流。因此,两个燃烧室之间没有压力差,燃烧室压力由从与冲压燃烧室相连的进气道引入的空气流决定。试验的固体燃料采用高氯酸铵(AP)氧化剂,端羧基聚丁二烯(CTPB)燃料。为了提高比冲(Isp),在固体燃料中加入了硼(B)粉。硼粉的加入使燃速得到了显著的提高,并且降低了维持自身燃烧的低压极限。这是由于硼粉在燃料燃烧表面的氧化反应释放热量引起的。根据在直连试验设备上所得的燃烧试验结果,评价了在各种空气流条件下固体燃料冲压发动机的燃烧特性。     

固体燃料冲压发动机研究的有关问题

固体燃料冲压发动机具有结构简单、能量高、燃烧稳定、可靠性高等一系列优点。多年来的研究和飞行试验证明,在将来的战术导弹中应用具有很大的竞争力。本文介绍了固体燃料冲压发动机研制中的特殊问题,包括燃烧和流动特性、固体燃料的侵蚀速率、火焰稳定和燃烧效率、进气道与燃烧室匹配等等。结论认为这些问题均已解决,并且得到了大量的基本工程数据,达到了液体冲压发动机的技术水平。     

固体燃料双燃烧室冲压发动机研究

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.     

固体冲压发动机的燃烧特性

为提高固体冲压发动机的飞行性能,提出一种新型管道式固体冲压发动机(DSFR)方案,由预燃室和冲压燃烧室组成。因为在预燃室与冲压燃烧室之间不节流,预燃室内的固体燃料在与吸入冲压燃烧室的压缩空气同样的压力下燃烧。飞行性能计算结果证明,飞行距离随飞行高度的增加而大幅度增加。为有效利用新型固体冲压发动机,必须采用压力指数为1的固体燃料。     

固体燃料冲压发动机的燃烧(II)

为提高固体燃料冲压发动机的燃烧性能,介绍一种新型管道式固体燃料冲压发动机(DSFR).对模拟飞行得出的性能数据的分析表明,航程随飞行高度的增加急剧增长,而有效比冲与高度无关.为了使DSFR有效地运行,要求富燃推进剂的燃速压力指数达到1。     

多次点火对固体燃料冲压发动机燃烧的影响

此项实验研究在于了解多次点火对固体燃料冲压发动机燃烧效率和燃料性能的影响，研究对象分别为纯ＨＴＰＢ固体燃料和金属化Ｂ４Ｃ／ＨＴＰＢ固体燃料。试验中采用差分扫描量热法分析了对燃料性能的影响。其中燃料药柱的热性能和机械性能没受到影响，燃烧效率略有增加。     

固冲发动机含硼燃料燃面后退和燃烧特性

用高速摄影机研究了开窗式二元固体燃料冲压发动机燃料成分、压力和空气流量对位于回流区和边界层区的金属化燃料表面燃烧行为的影响。发现:不含燃烧催化剂的燃料燃烧区域延伸至较低压力,燃料具有较低的邵氏硬度。在回流区,点火/燃烧极限与表面热解强相关。许多金属化燃料从表面喷射出不燃烧的鳞片。鳞片厚度一般为200μm,它与压力无关,表面积从小于1mm~2到大约22mm~2。由鳞片剥离过程造成的质量消耗在整个燃料质量消耗过程中起着重要作用。双金属燃料和含燃烧催化剂的燃料则明显地存在着表面反应,从而增加厂表面温度。这对发动机中金属的完全燃烧是有利的。     

在固体燃料冲压发动机燃烧室中旋流和含硼燃料的组成对燃烧的影响

本文介绍了对硼燃烧的实验研究。试验所使用的固体燃料冲压发动机燃烧室直接与气源和空气加热器连接。使用不同成分的含硼或碳化的HTPB燃料,进行了有进口旋流和无进口旋流试验。测量了旋流和燃料成分对于硼燃烧效率的影响、燃料燃速和推力。为了测量凝聚燃烧产物的组成,发展了与化学分析方法相联系的排气粒子抽样检检技术。     

对小型固体燃料冲压发动机燃烧室的研究

本文介绍了对小尺寸固体燃料冲压发动机(SFRJ)燃烧室进行的实验研究和理论分析。实验使用25kw电空气加热器静态试验系统模拟飞行器在海平面以3 Ma飞行时的空气温度、压力、并且还可以测量压力、空气温度、发动机推力和排气组分。由于试验中用透明性好的聚甲基丙稀酸甲脂燃料(PMMA),故可以进行连续录相,清楚地观察燃料的局部燃面减少情况以及瞬时点火燃烧现象。试验结果证明燃料的燃烧效率较高,并取得了燃料特有的局部和平均燃面下降率之间的关系。分析研究是为了验证在固冲发动机燃烧室中影响燃料燃面下降性能的主要机理。文中还指出,相对大燃烧室而言,在固冲发动机中,由于低雷诺数形成的特定条件,而在燃烧室中出现了比附面层中更强烈的突然扩展热交换的影响。这可能使得燃料燃面下降情况主要由突扩特性所支配。另外,通过对小固冲发动机中特有的燃面下降机理分析连同测量值、数据分析可以得出燃面下降近似按指数规律增加的结果。     

固体燃料冲压发动机旁路进气对硼粒子燃烧的影响

本研究报告论述了固体燃料冲压(SFRJ)发动机单个硼粒子燃烧特性的理论预测。研究表明在,主燃烧室中硼粒子不能完全燃烧。为了得到较高的燃烧效率,对使用旁路进气的补燃室方案做了试验。结果表明在,0.5m长的补燃室中,大部分的硼粒子都能完全燃烧。     

固体燃料冲压发动机燃速预示模型及其特性

为准确预示固体燃料冲压发动机的燃速,建立了固体燃料冲压发动机燃速预示模型,编写了预示程序。对以PE、PMAA为燃料的固体燃料冲压发动机进行了34次计算,计算结果表明:在所涉及的工况范围内,燃速随来流空气总温、质量流率以及药柱通道直径、入口直径的变化规律与已有实验结论相同;计算误差的最大值为14.4%,平均值为5.87%;该模型能够准确预示固体燃料冲压发动机中燃速;工作过程中,装药内腔体积随时间呈线性变化;给定的工况下,燃速正比于装药长度的-0.21次方。     

冲压增程炮弹发动机工作性能分析

简述了冲压增程炮弹的增程原理，建立了固体燃料冲压发动机内流场的流动及燃烧模型；对60mm实验发动机内流场进行了数值模拟．并通过与国外实验数据的比较，证实了该模型正确；通过数值模拟结果分析人口空气状态对发动机推力和比冲性能的影响，所得结论对冲压增程炮弹的设计具有较强的理论指导意义。     

固体燃料冲压发动机结构对性能的影响

在固体燃料冲压发动机 (SFRJ)性能分析基础上 ,通过数值模拟 ,研究了入口台阶相对高度、燃烧室和补燃室长度比对发动机推力、比冲的影响 .这种影响在不同飞行高度和速度下是一致的 .并分析了产生这些影响的原因 ,提出了相应的设计意见 .该研究将是导弹 -固体燃料冲压发动机一体化设计的基础     

Ma=8飞行条件下的改进型水冷超燃冲压发动机试验

利用冲压发动机试验设备对改进前的超燃冲压发动机(E1)和改进后的超燃冲压发动机(E2)的推力性能进行了比较.考察了改进后的超燃冲压发动机结构性能.用改进型超燃冲压发动机模型在Ma=8飞行条件下进行了燃烧试验.介绍了试验设备与试验结果.