陈 梦，窦志国，史增凯，张玉坤

（航天工程大学 激光推进及其应用国家重点实验室，北京 101416）

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在航空航天领域，超声速和高超声速飞行器得到了广泛的应用，对超燃冲压发动机和火箭发动机来说，燃烧室入口气流速度快，燃料在燃烧室内的驻留时间短，导致燃料在燃烧室内的燃烧不够充分，燃料利用率较低。此外，真空、低温、强激波和高湍流度等极端条件的存在也大大增加了点火的难度，利用常规点火方式很难实现稳定点火。因此，人们迫切寻找一种清洁、高效的新型点火方式。

激光等离子体点火 （laser induced plasma ignition，LIPI）是通过透镜将激光聚焦到混合燃气中，当焦点处的激光功率密度高于气体击穿阈值（约1010W/cm2）时[1]，气体分子经过多光子电离和雪崩电离等过程诱导产生高温等离子体辅助燃烧。与传统电火花塞点火相比，LIPI具有可控性好、NOx排放量低、无侵入式结构等优点。此外，在同样大小的点火能量下LIPI过程产生初始火焰核的体积要大于电火花点火产生初始火焰核的体积[2]，能够有效提高点火成功率。因此，在激光器的轻量化和小型化研究取得一定进展后[3]，LIPI技术有取代传统电火花点火的潜力。

通过对火焰的形态演变过程进行观测，可以探究点火条件对LIPI过程的影响，对于提高LIPI成功率具有很高的研究价值。国内外关于LIPI的研究多集中于点火特性研究，如最小点火能量[4，5]、点火延迟时间[6，7]等，而对于LIPI火焰的传播与发展过程关注较少。Morsy等[8]通过对H2/空气混合燃气多点激光等离子体点火的火焰传播与发展过程进行观测，发现多点同步点火能够增大火焰体积，提高燃烧速度，这与Nakaya等[9]的结论一致。……