爆震发动机研究进展
2018-09-19冯子轩王爱峰姚轩宇韩旭东巩二磊
燃气涡轮试验与研究 2018年4期
冯子轩,王爱峰,姚轩宇,韩旭东,巩二磊
(1.中国航空发动机集团有限公司,北京100097;2.中国航空发动机研究院,北京,101304)
1 引言
燃烧通常分为爆燃和爆震两种模式。与爆燃相比,爆震具有释放速率快、自增压、热循环效率高、熵增小等优点。近年来以爆震作为燃烧方式的发动机受到了国内外学者的广泛关注,研究人员对爆震发动机开展了理论分析、数值模拟和试验研究,爆震发动机有望突破传统以缓燃作为主要燃烧方式的发动机发展过程中遇到的瓶颈。本文回顾了爆震发动机发展历程,梳理了爆震发动机研制需解决的关键技术,详细讨论了爆震发动机的多个技术方案。
2 爆震发动机类型
采用爆震燃烧的发动机主要有:脉冲爆震发动机、连续旋转爆震发动机、斜爆震发动机和内燃波转子等。
2.1 脉冲爆震发动机
脉冲爆震发动机[1](图1)需要连续点火起爆,利用周期性爆震波产生推力。脉冲爆震发动机工作阶段包括充气、点火、做功和排气阶段。
2.2 旋转爆震发动机
旋转爆震发动机[2](图2)只需一次点火起爆,爆震波在环形燃烧室内自循环连续传播持续产生推力。
2.3 斜爆震发动机
斜爆震发动机[3](图3)无需额外点火起爆,燃料在进气道头部喷注并与超声速气流掺混,利用超高速气流在机体上形成的斜激波预压缩和加热诱导产生驻定爆震波,可燃混合物在燃烧室内以驻定斜爆震的方式充分燃烧后膨胀产生推力。
2.4 内燃波转子
内燃波转子[4](图4)是采用连续……
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