马赫数10超燃冲压发动机燃烧室流动与传热变化特性分析

作者：徐雪睿; 仲峰泉; 岳连捷; 张旭; 张晓源; 张仕忠; 李进平

来源：推进技术, 2023, 44(10): 117-125.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.2205010

• 超燃冲压发动机
• 理论模型
• 构型参数
• 燃烧室性能
• 壁面传热

针对高马赫数超燃冲压发动机燃烧室流动与传热的变化特性，基于考虑燃料/空气混合与燃烧、壁面传热及高温燃气解离效应的一维流动与传热分析模型，定量分析了飞行Ma10工况下解离效应对发动机燃烧室内流参数和性能参数的影响程度。研究结果表明，高温解离对高马赫数燃烧室流动与传热的影响显著。氢燃料当量比0.7时，如果不考虑解离效应，燃烧室推力的计算结果偏高15.3%，壁面传热量偏高13.5%。基于此，本文通过考虑解离效应的理论分析模型研究了Ma10圆形截面燃烧室中氢燃料喷注位置、喷孔数目及燃烧室扩张角对燃烧室流场参数与壁面传热的影响特性，评估了燃烧室推力、壁面摩擦力以及壁面传热量的变化规律。研究表明，燃烧室扩张段的扩张角度对燃烧室性能影响较大，喷注位置和喷孔数目的影响比较小。扩张角从1°扩至2°，燃烧室推力增长124.0%，壁面摩擦力减小3.0%，壁面传热量减少7.0%。适当增大燃烧室扩张段的扩张角度可以提高燃烧室推力，同时降低壁面热流和壁面摩擦力。

• 单位
  中国科学院大学; 高温气体动力学国家重点实验室; 中国科学院力学研究所