中心鈍體凹腔超燃燃燒組織技術(shù)研究.pdf

1、高超聲速吸氣式推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展將推進(jìn)未來高速空天飛行的實(shí)現(xiàn)，超燃沖壓發(fā)動機(jī)以其在高超聲速下的優(yōu)異性能受到各國的廣泛關(guān)注，而超燃燃燒組織技術(shù)則是一項(xiàng)超燃沖壓發(fā)動機(jī)研究過程中亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文提出一種帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的超燃燃燒室設(shè)計(jì)方案，利用在流道中心設(shè)置的前后鈍體形成凹腔，構(gòu)成中心點(diǎn)火和穩(wěn)焰的超燃組織方式，使高溫燃燒區(qū)位于流道中心，燃燒放熱量完全加給主流以提高能量利用率，同時降低燃燒室壁面熱負(fù)荷。通過數(shù)值模擬方法研究了帶

2、中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的燃燒室在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和噴油方案下的流動和燃燒性能，獲得了優(yōu)化的帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的燃燒室設(shè)計(jì)方案。主要成果如下：
　　1.開展了超燃沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括等直隔離段、中心鈍體凹腔穩(wěn)焰段（包括凹腔、鈍體以及鈍體凹腔兩側(cè)補(bǔ)償段）以及燃燒室型面這三個部分，獲得一個帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的超燃燃燒室初步設(shè)計(jì)方案。
　　2.以二元超燃沖壓發(fā)動機(jī)二維計(jì)算模型為基礎(chǔ)，研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對燃燒室性能的影響。通過對不同凹

3、腔長寬比與不同鈍體高度下燃燒室性能研究發(fā)現(xiàn)，凹腔太小難以點(diǎn)燃外部主流，凹腔太大會帶來較大的流場損失。通過對不同鈍體結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，錐角過小不利于火焰?zhèn)鞑?，錐角過大會影響燃燒室流量，并易導(dǎo)致熱壅塞。通過對補(bǔ)償段的研究發(fā)現(xiàn)，若面積擴(kuò)張比例小，燃燒放熱后燃燒室易進(jìn)入亞燃模態(tài)，若擴(kuò)張比例大，則難以點(diǎn)燃主流、實(shí)現(xiàn)超燃穩(wěn)定燃燒。通過對不同擴(kuò)張角與擴(kuò)張方向下的燃燒性能分析，發(fā)現(xiàn)燃燒室擴(kuò)張段擴(kuò)張方向與擴(kuò)張角在一定范圍內(nèi)對超燃燃燒性能的影響不大。