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脈沖爆震火箭發(fā)動機應用基礎問題研究進展

作者:范瑋; 魯唯; 王可 西北工業(yè)大學動力與能源學院; 陜西省航空動力系統(tǒng)熱科學重點實驗室; 西安710072

摘要:脈沖爆震火箭發(fā)動機是一種通過產生周期性爆震波獲得推力的動力裝置,具有熱效率高、結構簡單、適用范圍廣等潛在優(yōu)點。在面向應用時,為了充分發(fā)揮脈沖爆震火箭發(fā)動機的優(yōu)勢,需要解決諸多理論及工程性問題。目前已有大量的研究正在建立統(tǒng)一的爆震推進理論體系,以期為基于爆震推進方式的問世奠定理論和技術基礎。針對應用可能遇到的問題,介紹了國內外相關研究進展。主要內容包括:兩相爆震發(fā)動機技術,短距低阻起爆技術,發(fā)動機性能優(yōu)化以及PDRE樣機實驗。關于兩相爆震發(fā)動機技術,主要介紹了液態(tài)燃料爆震燃燒時的速度損失,液態(tài)燃料的霧化以及與氣態(tài)氧化劑的摻混,最新進展包括通過加熱燃油提高其霧化性能,從而提高推進性能;關于短距低阻起爆技術,主要介紹了固體障礙物起爆、流體障礙物起爆、熱射流起爆以及激波聚焦起爆這4種方式的最新進展,其中固體障礙物起爆技術最為常見,而采用流體障礙物起爆技術可以更多地降低起爆過程中的性能損失;關于發(fā)動機性能優(yōu)化,主要介紹了部分填充效應、尾噴管技術以及高頻控制技術,部分填充以及尾噴管的使用有利于推進性能的提升,但在設計理論上仍需要更深入的研究,目前采用無閥工作方式可以有效提高發(fā)動機的工作頻率;關于樣機集成,主要介紹了目前出現的脈沖爆震發(fā)動機樣機以及相關實驗研究。

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