中心鈍體凹腔超燃燃燒組織技術研究.pdf

1、高超聲速吸氣式推進系統(tǒng)的發(fā)展將推進未來高速空天飛行的實現(xiàn)，超燃沖壓發(fā)動機以其在高超聲速下的優(yōu)異性能受到各國的廣泛關注，而超燃燃燒組織技術則是一項超燃沖壓發(fā)動機研究過程中亟需解決的關鍵技術。
　　本文提出一種帶中心鈍體凹腔結構的超燃燃燒室設計方案，利用在流道中心設置的前后鈍體形成凹腔，構成中心點火和穩(wěn)焰的超燃組織方式，使高溫燃燒區(qū)位于流道中心，燃燒放熱量完全加給主流以提高能量利用率，同時降低燃燒室壁面熱負荷。通過數(shù)值模擬方法研究了帶

2、中心鈍體凹腔結構的燃燒室在不同結構參數(shù)和噴油方案下的流動和燃燒性能，獲得了優(yōu)化的帶中心鈍體凹腔結構的燃燒室設計方案。主要成果如下：
　　1.開展了超燃沖壓發(fā)動機燃燒室結構設計，包括等直隔離段、中心鈍體凹腔穩(wěn)焰段（包括凹腔、鈍體以及鈍體凹腔兩側補償段）以及燃燒室型面這三個部分，獲得一個帶中心鈍體凹腔結構的超燃燃燒室初步設計方案。
　　2.以二元超燃沖壓發(fā)動機二維計算模型為基礎，研究了不同結構參數(shù)對燃燒室性能的影響。通過對不同凹

3、腔長寬比與不同鈍體高度下燃燒室性能研究發(fā)現(xiàn)，凹腔太小難以點燃外部主流，凹腔太大會帶來較大的流場損失。通過對不同鈍體結構參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，錐角過小不利于火焰?zhèn)鞑?，錐角過大會影響燃燒室流量，并易導致熱壅塞。通過對補償段的研究發(fā)現(xiàn)，若面積擴張比例小，燃燒放熱后燃燒室易進入亞燃模態(tài)，若擴張比例大，則難以點燃主流、實現(xiàn)超燃穩(wěn)定燃燒。通過對不同擴張角與擴張方向下的燃燒性能分析，發(fā)現(xiàn)燃燒室擴張段擴張方向與擴張角在一定范圍內對超燃燃燒性能的影響不大。