推进剂组分对固体燃料冲压发动机性能的影响

作者：邱爽; 苏莹莉; 杨海涛; 陈雄; 周长省

来源：航空动力学报, 2020, 35(09): 1995-2005.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.2020.09.022

• 固体燃料冲压发动机(SFRJ)
• 聚乙烯(PE)
• 推进剂组分
• 燃速
• 燃烧性能

为研究不同组分推进剂对固体燃料冲压发动机(SFRJ)燃烧性能的影响,以添加了石蜡、炭黑以及炭纤维的聚乙烯(PE)为推进剂,采用连管点火实验装置对SFRJ进行了研究。用扫描电镜观测了燃烧后的燃面形貌。用三维扫描仪和数据重构方法获得了燃速三维分布。根据实验所获数据进一步计算得到不同工况下SFRJ工作性能参数。结果表明:加入5%的炭纤维会阻碍聚乙烯基推进剂燃烧表面的机械剥蚀,影响热解过程,使其无法自持燃烧。通过燃速三维分布发现了开尔文-亥姆霍兹不稳定现象。在聚乙烯基推进剂中添加炭黑和石蜡均能够提高燃速,石蜡影响更明显。石蜡质量分数为30%、50%以及纯石蜡的推进剂比聚乙烯分别提高了37.5%、51.4%和544%。最后拟合得到了聚乙烯基推进剂平均燃速与石蜡质量分数呈指数递增关系。

• 单位
  四川航天系统工程研究所; 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院; 南京理工大学; 中国航天科技集团有限公司