脈沖爆轟推進應用數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、脈沖爆轟發(fā)動機是一種新型熱力推進裝置，它是利用爆轟波后高溫高壓爆轟產(chǎn)物的膨脹產(chǎn)生推力，具有循環(huán)熱效率高、推重比大及結構簡單等優(yōu)點，因此在未來飛行器的推進系統(tǒng)有廣闊的應用前景。然而脈沖爆轟發(fā)動機的工程應用還有許多關鍵技術沒有解決，因此本文通過數(shù)值計算和實驗模擬研究脈沖爆轟發(fā)動機爆轟循環(huán)中波的運動作用及其相互作用，理清了其工作循環(huán)的特點及規(guī)律，討論了爆轟管內可燃混合物的充氣比例對爆轟循環(huán)的影響，研究了擴張噴管對其動力性能的影響，最后通過脈沖

2、爆轟發(fā)動機裝置研究其點火及排氣過程的規(guī)律。
　　根據(jù)脈沖爆轟發(fā)動機工作循環(huán)的特點研究了其循環(huán)過程波系的產(chǎn)生、運動及相互作用等流場特征，從理論上分析了循環(huán)過程波系圖的變化以及推力的簡單計算。主要研究內容如下:
　　(1)由于對可燃混合氣的充入難以達到精確控制，在每次循環(huán)都不可能恰好充滿爆轟管，因此對爆轟管內不同可燃混合氣的填充率進行了數(shù)值模擬，研究了爆轟管內可燃混合物的填充比對其工作循環(huán)的影響，從而為發(fā)動機進氣的控制提供理論指

3、導。
　　(2)為了研究噴管對脈沖爆轟發(fā)動機動力性能的影響，本文對不同形狀的擴張噴管進行了數(shù)值計算，研究其與等截面爆轟管產(chǎn)生的瞬時推力以及工作循環(huán)內產(chǎn)生的沖量的差異。結果表明:在爆轟管尾部設置擴張噴管能明顯提高其動力性能。
　　(3)為了研究充氣壓力對脈沖爆轟發(fā)動機點火及爆轟產(chǎn)物排放過程的影響，本文采用高速紋影技術對爆轟的點火及爆轟產(chǎn)物的排放過程進行了可視化研究。實驗結果表明，隨著充氣壓力的提高，點火過程產(chǎn)生激波的強度和爆轟