【摘要】：高速沖壓推進(jìn)動能彈是一種采用固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)(SFRJ)作為動力裝置的新型近程小口徑防空動能彈,具有飛行速度快、準(zhǔn)確度高、終點動能高、威力大等優(yōu)點。本文以固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)在小口徑防空動能彈領(lǐng)域中的應(yīng)甩為背景,采用數(shù)值模擬和實驗研究相結(jié)合的方法,開展了對高總焓來流條件下固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)自點火規(guī)律的研究。在Fluent平臺上,基于二維軸對稱雷諾時均N-S方程,C2H4-空氣10組分12步化學(xué)反應(yīng)模型,自定義函數(shù)(UDF)源項添加及k-ω SST湍流模型,對某固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)模型的自點火過程進(jìn)行了非定常模擬,分析了自點火過程中不同階段燃燒室內(nèi)流場及各組分的變化情況。結(jié)果表明:SFRJ自點火過程可分為四個階段:能量積累階段、局部著火階段、火焰?zhèn)鞑ルA段和火焰發(fā)展階段,各階段燃燒室內(nèi)流場有不同的變化規(guī)律;初始火核首先出現(xiàn)在燃燒室頭部臺階后的位置;自點火過程中固體燃料的燃面退移速率經(jīng)歷了緩慢上升-快速上升-小幅下降并穩(wěn)定的過程。對高總焓下固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)自點火過程進(jìn)行了準(zhǔn)定常模擬,對比分析了成功自點火和未能自點火時的流場特征,對不同參數(shù)對SFRJ自點火性能和自點火工作特性的影響進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:影響發(fā)動機(jī)能否自點火的關(guān)鍵是回流區(qū)頭部區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度能否滿足形成初始火核的要求;固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)存在自點火流量極限和來流總溫極限,來流總溫增加會減小自點火流量極限;增加進(jìn)氣流量,提高來流總溫,增大臺階高度,均會增大固體燃料的燃面退移速率,臺階高度對SFRJ燃燒室內(nèi)流場的回流區(qū)和再發(fā)展區(qū)有著相反的影響。完成了高總焓空氣來流條件下固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)地面直連式實驗,進(jìn)行了不同參數(shù)下的自點火實驗,并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:燃燒室壓力會直接影響固體燃料沖壓發(fā)動機(jī)的自點火過程,低壓情況自點火可靠性不高,壓力的大小對固體燃料燃速基本沒有影響;根據(jù)進(jìn)氣流量大小的不同,發(fā)動機(jī)工作存在穩(wěn)定燃燒、振蕩燃燒、自點火臨界三種狀態(tài);補(bǔ)燃室對固體燃料的燃速影響并不大;燃速隨進(jìn)氣流量和來流總溫的增大而增大。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ410.3
【圖文】：

——Ｈ｜？？逡逑圖１．３美國２０３ｍｍＳＦＲＪ尾翼穩(wěn)定彈逡逑２０世紀(jì)９０年代，俄羅斯三角旗設(shè)計局研制出Ｒ－７７主動雷達(dá)制導(dǎo)超視距空逡逑空導(dǎo)彈，彈徑為３００ｍｍ，彈長為３．６ｍ，最大射程為ｌＯＯｋｍ，可掛載與多數(shù)攔截逡逑無人機(jī)和巡航導(dǎo)彈，并以卓越的作戰(zhàn)性能著稱。此后，該局又推出多個Ｒ－７７導(dǎo)逡逑彈的衍生型號。為提高射程，維姆佩爾設(shè)計局將其發(fā)動機(jī)改成ＫＬＲＤ－ＴＴ型固體逡逑燃料沖壓發(fā)動機(jī)，射程可達(dá)Ｉ６０ｋｍ，如圖１．４所示。目前正進(jìn)行地面及飛行試驗。逡逑＊邋＂＊＼邐邋￣￣￣￣￣邋—邐￣邋＇邋．邐－ｆｆｐ－＾逡逑圖１．４俄羅斯Ｒ－７７Ｍ－ＰＤ空空導(dǎo)彈逡逑２０世紀(jì)９０年代，瑞典國防研宄院開始進(jìn)行不同口徑的ＳＦＲＪX棾膛詰難繡義襄�，并基又k頰嬋盞濫Ｐ停賜屏Φ扔謐枇Γ�，提畴h隋澹櫻疲遙試齔膛詰募蛞族義仙杓品椒

本文編號：2763439