连 欢, 顾洪斌,*, 周芮旭,2, 李 拓,2, 李忠朋,2

1. 中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室, 北京 100190；2. 中国科学院大学, 北京 101408

0 引 言

双模态冲压发动机具有几何尺寸固定、单通道的特点，可有效减少重量和迎风面积，扩展了吸气式冲压发动机的工作范围和飞行包线。自20世纪60年代Builder[1]提出双模态冲压发动机概念后，各国开展了大量理论研究、地面试验及飞行试验[2-6]，通过随飞行马赫数变化调整供油规律进行燃烧室内释热分布调控，已实现了双模态冲压发动机性能包线及稳定工作包线内发动机总压恢复系数、燃烧室流动形式及发动机推力的平稳过渡。然而亚燃及超燃工作模态下的发动机气动特性、燃烧模式却存在明显差异[7]，导致气动性能失稳、发动机推力突变的瞬态流动-燃烧机制仍不清楚，限制了飞行轨迹适应性释热控制方法的复杂程度,影响飞行轨迹设计。因此，需要针对双模态冲压发动机燃烧室模型开展模态转换及推力突变机制研究，发展预测及主动控制方法以扩展双模态冲压发动机稳定工作包线。

固定几何构型的双模态冲压发动机宏观特性由热力学基本定律描述[2]，主要包括绝热压缩、等压释热及膨胀释热物理过程。燃烧室通常由等截面隔离段及扩张型燃烧段组成，隔离段的主要作用是防止预燃激波串向上游传播引发进气道不启动，燃烧室截面设计应保证燃烧室出口流速为声速或超声速，采用扩张型尾喷管从而不受传统亚燃冲压发动机固定几何喉道尾喷管对气动性能要求的限制。……