吸气式PDE点火室引入氧气的试验研究.pdf

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1、固体火箭技术第38卷第3期JournalofSolidRocketTechnologyVol_38No．32015吸气式PDE点火室引入氧气的试验研究①胡焰彬，翁春生，白桥栋，杨建鲁，黄孝龙(南京理工大学瞬态物理国家重点实验室，南京210094)摘要：为了改善吸气式脉冲爆轰发动机的爆轰效果，在发动机的点火室内引入了氧气，并开展了系列试验研究，研究结果表明，点火室内引入氧气，提高了吸气式PDE的爆轰波压力与传播速度，缩短了点火起爆的时间，增加了发动机的平均推力，简化了发动机内的强化燃烧装置。与纯空气状况相比，爆轰波压力最大增加了1．28倍、爆轰波传播速度与发动机平均推力

2、的最大增幅分别为69．57％和62．84％，点火起爆时间则相应减少了36．47％。点火室引入的氧气量存在临界值，小于临界值时随着引入氧气量的提高，发动机爆轰效果的改善越显著；大于临界值时，发动机会形成连续燃烧。关键词：吸气式脉冲爆轰发动机；点火室；氧含量；燃烧转爆轰；平均推力；试验研究中图分类号：V235．22文献标识码：A文章编号：1006—2793(2015)03—0342—05DoI：10．7673／j．issn．1006—2793．2015．03．008Experimentalresearchofoxygenintroducedinignitionchambe

3、rforair-breathingpulsedetonationengineHUYan—bin，WENGChun—sheng，BAIQiao—dong，YANGJian-lu，HUANGXiao-long(NationalKeyLaboratoryofTransientPhysics，NamingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Oxygenwasintroducedintheignitionchamberinordertoimprovethedetonationperforma

4、nceoftheair—breathingpulsedetonationengine(APDE)．Theresultsshowthattheincreaseddetonationpressureandspreadvelocityaswellastheshort—enedignition—detonationtimeofABPDEisacccompaniedwiththeintroducingofoxygensupply．Meanwhile，theintensifyingcombus—tiondevicewassimplifiedwithanenhancedaverag

5、ethrustforce．Incontrasttotheairsupply，thedetonationpressure，spreadvelocityandaveragethrustforcewereincreasedby128％，69．57％and62．84％，respectively，whereastheignition—detonationtimewasre—ducedby36．47％．Infact，thereexistsacriticalvalueoftheincreasingoxygencontentcoeficient，．e．，detonationperfo

6、rmancecouldbedramaticallyimprovedbyincreasingthe02feed(1essthan8％)；otherwise，continuousburningwouldoccur．Keywords：air-breathingpulsedetonationengine(APDE)；ignitionchamber；oxygencontent；deflagrationtodetonationtransi-tion；averagethrustforce；experimentalresearch0引言DDT长度可达米的数量级J，因而采用各种措施来缩

7、脉冲爆轰发动机(PulseDetonationEngine，简称短PDE的DDT时间和距离显得十分必要。PDE)的起爆方式主要分为直接起爆和间接起爆。考常见的缩短DDT时间和距离的方法主要是在爆虑到PDE在实际推进系统中的应用，就需要使用具有轰室内安装各种强化燃烧装置，如多管蒸发助爆器、更高能量密度和安全存储性能的液体燃料¨j。此时，掺混器J、Shchelkin螺旋j、圆环形扰流片等。Lee直接起爆所需的点火能量很大(>10J)，难以实现J。等在宽为45mm的方管内安装圆形平板障碍物，实因此，在实际应用中，需采用较低的点火能量，通过燃现了乙烯／空气混