脈沖爆轟推進(jìn)應(yīng)用數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)是一種新型熱力推進(jìn)裝置，它是利用爆轟波后高溫高壓爆轟產(chǎn)物的膨脹產(chǎn)生推力，具有循環(huán)熱效率高、推重比大及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此在未來飛行器的推進(jìn)系統(tǒng)有廣闊的應(yīng)用前景。然而脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的工程應(yīng)用還有許多關(guān)鍵技術(shù)沒有解決，因此本文通過數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)爆轟循環(huán)中波的運(yùn)動(dòng)作用及其相互作用，理清了其工作循環(huán)的特點(diǎn)及規(guī)律，討論了爆轟管內(nèi)可燃混合物的充氣比例對爆轟循環(huán)的影響，研究了擴(kuò)張噴管對其動(dòng)力性能的影響，最后通過脈沖

2、爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)裝置研究其點(diǎn)火及排氣過程的規(guī)律。
　　根據(jù)脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的特點(diǎn)研究了其循環(huán)過程波系的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)及相互作用等流場特征，從理論上分析了循環(huán)過程波系圖的變化以及推力的簡單計(jì)算。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)由于對可燃混合氣的充入難以達(dá)到精確控制，在每次循環(huán)都不可能恰好充滿爆轟管，因此對爆轟管內(nèi)不同可燃混合氣的填充率進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了爆轟管內(nèi)可燃混合物的填充比對其工作循環(huán)的影響，從而為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的控制提供理論指

3、導(dǎo)。
　　(2)為了研究噴管對脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的影響，本文對不同形狀的擴(kuò)張噴管進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，研究其與等截面爆轟管產(chǎn)生的瞬時(shí)推力以及工作循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的沖量的差異。結(jié)果表明:在爆轟管尾部設(shè)置擴(kuò)張噴管能明顯提高其動(dòng)力性能。
　　(3)為了研究充氣壓力對脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火及爆轟產(chǎn)物排放過程的影響，本文采用高速紋影技術(shù)對爆轟的點(diǎn)火及爆轟產(chǎn)物的排放過程進(jìn)行了可視化研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著充氣壓力的提高，點(diǎn)火過程產(chǎn)生激波的強(qiáng)度和爆轟