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脈沖爆震火箭發動機應用基礎問題研究進展

作者:范瑋; 魯唯; 王可 西北工業大學動力與能源學院; 陜西省航空動力系統熱科學重點實驗室; 西安710072

摘要:脈沖爆震火箭發動機是一種通過產生周期性爆震波獲得推力的動力裝置,具有熱效率高、結構簡單、適用范圍廣等潛在優點。在面向應用時,為了充分發揮脈沖爆震火箭發動機的優勢,需要解決諸多理論及工程性問題。目前已有大量的研究正在建立統一的爆震推進理論體系,以期為基于爆震推進方式的問世奠定理論和技術基礎。針對應用可能遇到的問題,介紹了國內外相關研究進展。主要內容包括:兩相爆震發動機技術,短距低阻起爆技術,發動機性能優化以及PDRE樣機實驗。關于兩相爆震發動機技術,主要介紹了液態燃料爆震燃燒時的速度損失,液態燃料的霧化以及與氣態氧化劑的摻混,最新進展包括通過加熱燃油提高其霧化性能,從而提高推進性能;關于短距低阻起爆技術,主要介紹了固體障礙物起爆、流體障礙物起爆、熱射流起爆以及激波聚焦起爆這4種方式的最新進展,其中固體障礙物起爆技術最為常見,而采用流體障礙物起爆技術可以更多地降低起爆過程中的性能損失;關于發動機性能優化,主要介紹了部分填充效應、尾噴管技術以及高頻控制技術,部分填充以及尾噴管的使用有利于推進性能的提升,但在設計理論上仍需要更深入的研究,目前采用無閥工作方式可以有效提高發動機的工作頻率;關于樣機集成,主要介紹了目前出現的脈沖爆震發動機樣機以及相關實驗研究。

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