汪广旭，谭永华，陈建华，庄逢辰，洪流，陈宏玉，杨宝娥

1. 西安航天动力研究所 液体火箭发动机技术重点实验室，西安 710100

2. 航天推进技术研究院，西安 710100

3. 航天工程大学 宇航科学与技术系，北京 101416

燃烧不稳定问题几乎伴随着液体火箭发动机的整个研制历程[1-4]，也是现役型号发动机面临的最大威胁。液体推进剂的燃烧涉及喷注、雾化、蒸发、混合以及化学反应等多个子过程，其高频燃烧不稳定的形成本质上是这些子过程与燃烧室内各种类型扰动之间形成的非线性耦合振荡，其中涉及复杂的湍流、多相流、超临界流动、非线性声学、化学反应等过程，是该领域研究面临的主要挑战。

通过喷注器面流强的非均匀分布来直接或间接改变燃烧室内的横向和轴向燃烧分布，是除阻尼装置以外，使发动机稳定工作的一种重要工程方法。一般认为，喷注器面附近是稳定性的敏感区域。对于横向振型，此区域内横向波动容易与推进剂喷雾燃烧过程耦合，进而激发振荡。喷注器径向流强分布能使主燃烧区尽量避开径向和切向振型波腹区，并且由此导致的横向不均匀性也不利于横向波动的传播，从而起到了抑制横向振荡的作用。对于纵向振型，喷注器面是一阶纵向声振波腹区，燃烧过于集中或靠近该区域能够最大程度地补充热声耦合所需的能量，不利于稳定。喷注器径向流强分布能够使推进剂沿轴向燃烧分布更加均匀，最大限度地减少波腹区燃烧释热量，降低热声耦合的强度，进而有利于纵向稳定。……