当量比对汽油燃料两相旋转爆轰发动机工作特性影响实验研究*
2021-12-03葛高杨侯世卓夏镇娟周长省
爆炸与冲击 2021年11期
葛高杨,马 元,侯世卓,夏镇娟,马 虎,邓 利,周长省
(1. 南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094;2. 海军航空大学青岛校区航空机械工程与指挥系,山东 青岛 266100;3. 中国工程物理研究院化工材料研究所,四川 绵阳 621999)
旋转爆轰发动机(rotating detonation engine, RDE)是利用环形燃烧室内连续旋转传播的一道或者多道爆轰波扫过推进剂混合物、生成的高温高压爆轰产物从喷管排出从而产生推力的新型推进装置。燃料通过环形面的微型喷嘴喷注到燃烧室内,使用火花塞或其他起爆装置进行起爆,形成燃烧波沿环形燃烧室周向传播,逐渐发展成为爆轰波在燃烧室内连续旋转传播。由于旋转爆轰发动机具有结构简单、推重比大、热循环效率高等优点,近年来已成为研究热点。液态燃料与气态燃料相比具有更高的密度比冲,在相同体积的情况下能产生更大的冲量,因此,随着对旋转爆轰发动机的深入研究以及工程应用的需求,研究采用液态燃料组织燃烧的旋转爆轰成为了关注的重点。
Bykovskii 等[1-6]对以煤油/液氧、煤油/富氧空气、煤油/氧气、柴油/富氧空气以及汽油/富氧空气为推进剂的两相连续旋转爆轰做了大量工作。首先,Bykovskii 等[1]在外径204 mm、出口直径50 mm 的圆盘型燃烧室内开展了煤油/富氧空气、煤油/空气以及柴油/空气的旋转爆轰实验,成功获得了连续旋转传播的爆轰波。Bykovskii 等[2]采用丙烷/空气以及液态煤油/空气,在直径306 mm 的环形燃烧室内进行了实验,发现这两种推进剂活性较低,以空气作为氧化剂无法起爆,只有在推进剂中加入氧气(氧气与氮气质量比为1)才能获得连续传播的旋转爆轰波。……
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