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.     

固体冲压发动机添加金属推进剂的燃烧特性

为提高固体冲压发动机贫氧推进剂在低压领域的自燃性、燃速和比冲，对会高燃烧热金属粉的固体推进剂进行研究。证明添加高燃烧热金属钛可以提高低压领域的自燃性和燃速。以提高燃速为目的探讨了埋入银丝推进剂的燃速特性，在贫氧推进剂中也取得了与具有适当比例氧化剂的推进剂同样的银丝效应。     

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。     

带有后燃烧室的含硼固体燃料冲压发动机的燃烧特性

提出了后燃烧室及在后燃烧室引入旁路气流的概念，目的是提高含硼固体燃料冲压发动机的燃烧效率。分析了理论模型，并进行了数字计算，对压力、流量、混合比、进气温度、后燃烧室长度等的影响进行了研究，认为上述方法可以得到较好的燃烧效率。     

用于混合冲压发动机的固体燃料燃烧特性

使用固体燃料和液体燃料两种燃料的混合冲压发动机, 可望兼具固体燃料冲压发动机2次燃烧点火性/燃烧稳定性良好的特征和液体燃料冲压发动机比冲(Isp)性能高、 流量控制范围大的特征.针对混合冲压发动机用固体燃料, 试制了在适用的物质中添加硼(B)的固体燃料, 使用小型冲压发动机实施了仅用固体燃料状态的燃烧试验.试验结果显示, 1次燃烧特性和2次燃烧点火性能良好, 并利用改变空气导入方法提高了2次燃烧效率.     

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稳定燃烧机理研究

利用三维有限体积TVD格式求解N-S/Euler方程组数值模拟固体燃料冲压发动机（SFRJ）突扩燃烧室、补燃室和喷管的统一内流场,研究了从亚声速、跨声速到超声速的整个工作过程,定量计算了发动机内流参数分布,初步揭示了SFRJ内复杂而稳定的工作机理,对于进一步研究该类发动机的流量及工作特性有重要意义。     

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。     

固体燃料冲压发动机旋流燃烧中的测量

在直连式试车台上进行了一系列固体燃料冲压发动机燃烧室试验,其中,旋流数的变化范围是0～0.55,旋流分布有几种,所用燃料是聚乙烯和改性端羟基聚丁二烯(HTPB)。试验中测量了进气温度和质量密流对装药燃速的影响,此外,还在两个不同截面测量了温度和燃气浓度的分布。     

固体燃料冲压发动机燃烧室流动分析

固体燃料冲压发动机由于结构紧凑、能量高、工作性能稳定,可广泛应用于中、小口径弹药的增程和提高续航速度或攻击速度,本文建立该类发动机的燃烧室流动模型并给出了求解方法,得出了突扩燃烧室流动特性与突扩面积比、入口气流速度等因素的变化规律,为分析发动机内部工作过程提供理论依据.     

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燃烧室燃烧特性数值模拟

采用12组分、17个化学反应的模型和二阶矩湍流燃烧模型,通过计算药柱表面热传导率,得到了燃面退移速率,对固体燃料冲压发动机燃烧室内部的燃烧流动进行了数值模拟,分析了空气流量、空气总温和入口直径对燃烧室温度分布、C4H6分布和燃面退移速率的影响.分析表明,减小空气入口直径、增加空气流量和总温都会使燃面退移速率增加.     

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。     

固体燃料冲压发动机内流场数值模拟

基于二维轴对称雷诺平均Navier-Stokes方程,数值模拟了带化学反应的固体燃料冲压发动机内流场,数值格式为二阶迎风格式,湍流模型为k-ε模型,燃烧模型为涡耗散模型.分析了燃烧室内的流场结构、压力分布及化学组分分布.在化学计量比条件下,分别研究了空燃比与补燃室长度对发动机性能参数的影响.研究结果表明,随空燃比增大,发动机推力减小,比冲和燃烧效率随之提高;随着补燃室长度的增大,发动机推力、比冲和燃烧效率均提高.     

固体燃料冲压发动机燃烧室中含硼推进剂燃烧产物的仪器分折

研究了采用仪器物理方法对固体燃料冲压发动机燃烧产物进行化学分析的可行性，并寻求不同技术的优缺点。采用了固体燃料冲压发动机试验装置进行试验。用污浊热空气与含硼端羟基聚了二烯固体燃料药柱燃烧。燃烧产物的试样由伸入后燃烧室的水冷式取样器取出。先用湿化学分析法分析收集到的物质，然后再用俄歇电子能谱法、Ｘ射线光电子能谱法、Ｘ射线衍射法分析。获得了包括深度分布的详细谱图。研究表明，硼的含量随深入试样的深度的增加而增加，而氧化硼的含量却随深度的增加而减少。Ｘ射线衍射方法提供了更多的详细情况。因为Ｘ射线衍射法涉及全部样品，所以它是定量测定燃烧效率最好的方法。采用俄歇电子能谱法能对单一微粒进行分析，但在这里不行，因为燃烧产物中的硼微粒只有１μｍ。研究得出的另一结论是，主要燃烧产物总是末燃烧的硼和氧化硼（与水形成硼酸），副产品是碳化础和氮化硼。