吴弈臻，马 元，黄乐萍，马文友，王 祎

(西安航天动力研究所，陕西 西安 710100)

0 引言

从地面水平起飞、单级入轨的高超声速飞行器是21世纪航空航天领域的科技高地，某预冷组合发动机中通过液氢冷却来流空气，可以提高发动机吸气模态下的推力、拓宽工作速域达0～5.5

Ma

，达到跨速领域空领域飞行的目的。这种发动机采用氢气作为燃料，相比于其他典型气体燃料，具有热值高、着火范围宽、点火能低、火焰传播速度快等特性，过高的燃速和过低的密度可能会导致燃烧室早燃、爆燃、回火等问题，预冷组合发动机中氢气和空气的高效掺混和燃烧技术是现阶段的主要难题之一。

波瓣混流器是一种典型的气气混合增强装置，波瓣混流器的优点和广泛前景，使得其在航空发动机加力燃烧室、涡扇发动机排气、车载燃气轮机排气和ATR发动机燃烧室等领域得到了广泛应用。利用波瓣混流器产生的大尺度涡结构，能够加强内外涵道两股状态参数不同的流体之间的掺混，有着增大发动机推力、提高燃烧效率、抑制气流噪声、减小红外辐射等作用。

Frost于1966年首次将波瓣混流器应用在了发动机排气系统上，之后前人对其的混合机理开展了大量研究，Belovich等概述总结了影响波瓣混流器掺混的3个主要因素为：波瓣的几何形状导致的内外涵接触面积增加、下游的大尺度流向涡以及开尔文-亥姆霍兹(K-H)不稳定性引起的正交涡。

关于波瓣混流器不同结构的掺混及燃烧特性研究也在开展，陈幸等人的研究表明，调整张角、瓣宽比及波瓣尾缘形状可以显著改善掺混及燃烧特性，反应流的流向涡大于非反应流，且主要的总压损失来自于燃烧反应。……