中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机工作过程与性能的影响

作者：魏万里; 郑权^*; 鲁江涛; 翁春生; 武郁文

来源：兵工学报, 2021, 42(06): 1185-1194.

• 旋转爆轰发动机
• 液态燃料
• 中心锥
• 双波对撞模态
• 推力
• 比冲

为分析中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机(RDE)工作特性的影响,在环形阵列式RDE上,以汽油/富氧空气为工质,开展了液态燃料RDE实验研究。测量发动机在不同中心锥位置l/L(l为燃烧室内壁面等直段末端与燃烧室外壁面末端的距离,L为燃烧室外壁面长度)和中心锥锥角θ时的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明:改变l/L和θ未对旋转爆轰波传播模态产生影响,各工况下旋转爆轰波均为双波对撞模态;受预爆轰管切向喷注孔的影响,双波对撞点无法稳定于预爆轰管出口附近;爆轰波传播速度和频率随中心锥位置的前移呈下降趋势,当l/L=0%、θ=20°时,推力和燃料比冲分别为951.6 N和1 151.8 s,为所有实验工况中最大值;随着l/L或θ增大,爆轰产物轴向膨胀距离变短,中心锥头部突扩位置处膨胀波影响增强,外流场中心锥型面约束作用减弱且高温燃气径向膨胀增强,发动机出口高温燃气轴向分速度逐渐减小,发动机推力和燃料比冲逐渐减小;当l/L> 25.5%或θ> 40°时,受熄爆再起爆和膨胀波增强影响,发动机推力和燃料比冲下降速率增大。

• 单位
  瞬态物理国家重点实验室; 南京理工大学