【摘要】：隨著全球航空航天技術的不斷革新,人類對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,每一個階段的跨越都是人類技術的革命。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)動機,而其中的固體燃料超燃沖壓發(fā)動機以其反應速度快,結構相對簡單,易于儲存運輸?shù)葍?yōu)勢,使其在高超聲速推進技術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)動機有兩種構型,一種是固體燃料超燃沖壓發(fā)動機燃燒室的理論構型,另一種為固體火箭超燃沖壓發(fā)動機燃燒室的理論構型。為了研究其發(fā)動機燃燒室的工作特性及內部的流場情況,本文對第一種構型進行了固體燃料退移后的建模計算,分析了固體燃料退移后燃燒室內的流場情況,燃燒室軸線位置出現(xiàn)激波串,且由于退移的發(fā)生,燃燒室擴張段熱解后的燃氣與空氣摻混更加充分,并通過模擬計算得出的參數(shù)求得此時燃燒室的燃燒效率為69.9%。對第二種構型通過添加鎂粉作為固體燃料的方式進行了數(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3861K,比沖為2219s。然后又對這一構型通過改變燃燒室空氣入口和燃氣入口參數(shù)的方式,對其工作過程進行了穩(wěn)態(tài)模擬,通過分析比較不同工況下燃燒室內的流場特性,得出燃氣入口總壓的變化更容易影響燃燒室的推力及比沖。
【圖文】：

圖 1-1 固體燃料超燃沖壓發(fā)動機Fig.1-1 Diagram of solid-fuel scramjet體燃料超燃沖壓發(fā)動機構型是最早被提出的理論構型，這種構壓發(fā)動機的結構，如圖 1-1 所示，在燃燒室內壁澆注固體燃料流由進氣道減速增壓進入燃燒室，而減速后的空氣來流速度仍在空氣來流的作用下熱解，與空氣進行摻混燃燒產生高溫高壓生正推力。 世紀 80 年代末，美國海軍研究生院的 Witt[12]首次進行了固體連式試驗，證明固體燃料能在超聲速來流中燃燒，其設計中烯酸甲酯）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]對其加以改進，將燃燒室中后部設計成問題。但是這兩次試驗中都在燃燒室入口處加以少量氫氣來進4 年，以色列理工學院 Ben-Yakar[14]對燃燒室的構型進一步改成功的在沒有噴加氫氣的情況下進行了自點火以及穩(wěn)定燃燒，超燃沖壓發(fā)動機技術的可行性，給出了燃燒室構型尺寸對點火

Fig.1-1 Diagram of solid-fuel scramjet超燃沖壓發(fā)動機構型是最早被提出的理論構型，這種構機的結構，，如圖 1-1 所示，在燃燒室內壁澆注固體燃料，氣道減速增壓進入燃燒室，而減速后的空氣來流速度仍來流的作用下熱解，與空氣進行摻混燃燒產生高溫高壓力。0 年代末，美國海軍研究生院的 Witt[12]首次進行了固體驗，證明固體燃料能在超聲速來流中燃燒，其設計中采酯）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]對其加以改進，將燃燒室中后部設計成是這兩次試驗中都在燃燒室入口處加以少量氫氣來進色列理工學院 Ben-Yakar[14]對燃燒室的構型進一步改進在沒有噴加氫氣的情況下進行了自點火以及穩(wěn)定燃燒，壓發(fā)動機技術的可行性，給出了燃燒室構型尺寸對點火步研究了固體燃料的退移機理。
【學位授予單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V235.21

【參考文獻】

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本文編號：2625399