段志强，郑 东，周 斌

(西南交通大学 机械学院,四川 成都 610031)

0 引言

鉴于肼类推进剂具有优良的燃烧化学特性，被广泛应用于空间化学推进系统，但其也存在显著的缺点：毒性大、腐蚀性强、高致癌性、价格昂贵、操作危险等[1-2]。为满足未来航天技术发展需求，对高性能、低成本、绿色无毒推进系统的研发提出了燃料要求[3]。N2O—C2烃类燃料单元复合推进剂具有性能高、成本低、绿色无毒、适用范围广、宽温幅、推力可深度调节等诸多优势[4-6]。以美国和德国为代表的国外众多研究机构对N2O—C2烃类燃料推进剂体系已开展深入研究[7-8]相比之下国内对与N2O—C2烃类燃料推进剂的研究也正在开展[9-10]。

N2O—C2烃类燃料单元复合推进剂体系其燃料与氧化剂共存，且预混燃烧温度接近3 500 K[11]。不采取防回火措施的情况下，极易发生回火甚至爆炸[12-14]。因此，防回火装置、以及燃烧室结构设计是发动机研制的关键技术问题。其中层流火焰的传播速度对于燃烧室稳定性的设计与评价至关重要[4，15]，这就需要对其自点火、火焰传播等基础燃烧特性与化学反应机理进行深入研究，为发动机数值模拟提供准确的燃烧模型。现有文献[16-18]大多以C0—C3反应机理(包含NOx反应机理)作为N2O—C2烃类燃料燃烧反应动力学模型，用于着火延迟时间、火焰传播速度的预测和动力学分析。相对其他推进剂对于N2O—C2烃类体系燃烧反应机理研究较少，Powell等以N2O热解机理和N2O—H2机理为基础，耦合小碳氢反应机理，提出了包含86组分、588个反应的一氧化二氮与小分子烃类的N2O—C1-3化学反应机理，并优化了相关C1—C3的烃类反应的动力学参数[19-20]。……