【摘要】：隨著全球航空航天技術(shù)的不斷革新,人類對(duì)飛行器的速度有著無止境地追求,由亞聲速到超聲速,再到高超聲速,每一個(gè)階段的跨越都是人類技術(shù)的革命。高超聲速飛行器所用的推重比較高的一種就是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),而其中的固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)以其反應(yīng)速度快,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單,易于儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)葍?yōu)勢,使其在高超聲速推進(jìn)技術(shù)中有著廣闊的研究前景。本文涉及到的固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)有兩種構(gòu)型,一種是固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的理論構(gòu)型,另一種為固體火箭超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的理論構(gòu)型。為了研究其發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的工作特性及內(nèi)部的流場情況,本文對(duì)第一種構(gòu)型進(jìn)行了固體燃料退移后的建模計(jì)算,分析了固體燃料退移后燃燒室內(nèi)的流場情況,燃燒室軸線位置出現(xiàn)激波串,且由于退移的發(fā)生,燃燒室擴(kuò)張段熱解后的燃?xì)馀c空氣摻混更加充分,并通過模擬計(jì)算得出的參數(shù)求得此時(shí)燃燒室的燃燒效率為69.9%。對(duì)第二種構(gòu)型通過添加鎂粉作為固體燃料的方式進(jìn)行了數(shù)值模擬,并分析了其工作狀態(tài)和流場情況,得到此種狀態(tài)下的燃燒室由于鎂粉的參與,最高溫度可達(dá)3861K,比沖為2219s。然后又對(duì)這一構(gòu)型通過改變?nèi)紵铱諝馊肟诤腿細(xì)馊肟趨?shù)的方式,對(duì)其工作過程進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)模擬,通過分析比較不同工況下燃燒室內(nèi)的流場特性,得出燃?xì)馊肟诳倝旱淖兓菀子绊懭紵业耐屏氨葲_。
【圖文】：

圖 1-1 固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)Fig.1-1 Diagram of solid-fuel scramjet體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型是最早被提出的理論構(gòu)型，這種構(gòu)壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，如圖 1-1 所示，在燃燒室內(nèi)壁澆注固體燃料流由進(jìn)氣道減速增壓進(jìn)入燃燒室，而減速后的空氣來流速度仍在空氣來流的作用下熱解，與空氣進(jìn)行摻混燃燒產(chǎn)生高溫高壓生正推力。 世紀(jì) 80 年代末，美國海軍研究生院的 Witt[12]首次進(jìn)行了固體連式試驗(yàn)，證明固體燃料能在超聲速來流中燃燒，其設(shè)計(jì)中烯酸甲酯）作為固體燃料，利用凹腔使來流形成回流區(qū)，以起的作用，而后 Angus[13]對(duì)其加以改進(jìn)，將燃燒室中后部設(shè)計(jì)成問題。但是這兩次試驗(yàn)中都在燃燒室入口處加以少量氫氣來進(jìn)4 年，以色列理工學(xué)院 Ben-Yakar[14]對(duì)燃燒室的構(gòu)型進(jìn)一步改成功的在沒有噴加氫氣的情況下進(jìn)行了自點(diǎn)火以及穩(wěn)定燃燒，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的可行性，給出了燃燒室構(gòu)型尺寸對(duì)點(diǎn)火

Fig.1-1 Diagram of solid-fuel scramjet超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型是最早被提出的理論構(gòu)型，這種構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)，，如圖 1-1 所示，在燃燒室內(nèi)壁澆注固體燃料，氣道減速增壓進(jìn)入燃燒室，而減速后的空氣來流速度仍來流的作用下熱解，與空氣進(jìn)行摻混燃燒產(chǎn)生高溫高壓力。0 年代末，美國海軍研究生院的 Witt[12]首次進(jìn)行了固體驗(yàn)，證明固體燃料能在超聲速來流中燃燒，其設(shè)計(jì)中采酯）作為固體燃料，利用凹腔使來流形成回流區(qū)，以起，而后 Angus[13]對(duì)其加以改進(jìn)，將燃燒室中后部設(shè)計(jì)成是這兩次試驗(yàn)中都在燃燒室入口處加以少量氫氣來進(jìn)色列理工學(xué)院 Ben-Yakar[14]對(duì)燃燒室的構(gòu)型進(jìn)一步改進(jìn)在沒有噴加氫氣的情況下進(jìn)行了自點(diǎn)火以及穩(wěn)定燃燒，壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的可行性，給出了燃燒室構(gòu)型尺寸對(duì)點(diǎn)火步研究了固體燃料的退移機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V235.21

【參考文獻(xiàn)】

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1 操志慶;基于一步化學(xué)反應(yīng)的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)值模擬[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2625399