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在高超声速飞行条件下, 流入冲压发动机燃烧室并降至低速的空气温度, 随着飞行马赫数增
加升得愈来愈高. 燃料与高温空气混合燃烧释放的化学能将部分转化为解离能. 这些解离能
在长度受限的尾喷管中难以充分复合形成推力, 使冲压发动机性能随飞行马赫数增大而急剧
下降. 导致冲压发动机不适应高超声速飞行器的推进要求. 将此定名为``高超声障'. 半个
世纪以来, 广泛采用``超声速燃烧'降低流入燃烧室的空气温度来克服这种障碍. 虽已取得
不少进展, 然而关键性难点仍需继续攻克. 为了多途径促进吸气推进高超声速飞行的实现,
提出克服``高超声障'的另一种思路:保持现有冲压发动机吸气与燃烧方式, 通过催化促进
燃气解离组分在尾喷管膨胀过程中的复合, 增大冲压发动机的推力, 达到满足高超声速飞行
器的推进要求. 相似文献
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高超声速溢流冷却是一种新型的飞行器热防护方法,基本思想为:在高热流区布置溢流孔,控制冷却液以溢流方式流出,之后通过飞行器表面摩阻作用展布为液膜,形成热缓冲层以降低飞行器表面热流.目前,溢流冷却技术还处于探索阶段,实现工程应用前还需开展大量的实验验证和机理研究工作.本文首次开展溢流冷却的实验研究工作,采用热流测量、液膜厚度测量及液膜流动特性观测技术,搭建了完善的溢流冷却风洞实验平台,对溢流冷却热防护性能和高超声速条件下液膜流动规律进行了初步研究.研究表明:(1)高超声速流场中通过溢流能够在飞行器表面形成液膜并有效隔离外部高温气流,可降低飞行器表面热流率;(2)楔面上的液膜前缘流动是一个逐渐减速的过程,增加冷却液流量液膜厚度变化不明显,但液膜前缘运动速度增大;(3)液膜层存在表面波,在时间和空间方向发生演化,导致液膜厚度的微弱扰动;(4)液膜层存在横向展宽现象,即液膜层宽度大于溢流缝宽度.原因是液膜层与流场边界层条件不匹配,存在压力梯度,迫使冷却液向低压区流动,从而展宽液膜层,并且流量越高,横向展宽现象越明显. 相似文献
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氢氧燃烧及爆轰驱动激波管 总被引:1,自引:0,他引:1
分析并观察了沿驱动段轴向分布多火塞燃烧驱动段的性能.提出主膜处同一管截面均匀分布三火花塞引燃的点火方法.用这种点火方法驱动产生的入射激波强度重复性较高,激波后气流速度、温度和压力的定常性亦大大改善,可满足气动试验实际要求.提出在驱动段尾端串接卸爆段来消除爆轰波反射高压,从而可使反向爆轰驱动段用来产生高焓高密度试验气流.这种反向爆轰驱动产生的入射激波重复性高,激波衰减弱.在主膜处的收缩段产生的反射波可缓解爆轰波后跟随的稀疏波的不利影响,从而使前向爆轰驱动具有实用性.在产生的入射激波强度相同条件下,前向爆轰驱动所需的爆轰驱动段可爆混合气初始压力可较反向爆轰低近一个量级. 相似文献
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高超声速激波风洞研究进展 总被引:3,自引:0,他引:3
回顾了高超声速激波风洞的研制与发展,并依据高超声速实验研究对地面实验模拟技术的要求,分别介绍了应用轻气体、自由活塞和爆轰驱动技术研制的主要激波风洞的性能、特点和存在问题.重点介绍了爆轰驱动高焓激波风洞的3种主要运行模式:反向、正向爆轰驱动与双爆轰驱动. 根据这些运行模式的工作原理,分析了应用这些驱动技术产生的高温、高压气源的特点,探讨了不同驱动技术可能影响激波风洞性能的关键问题与解决方法.目前发展的激波风洞已经能够用于开展马赫数3$\sim$30的高超声速流动的试验模拟研究,但是试验气流的品质还不能满足高超声速科技研究的需求.为了获得可靠的实验结果, 通过不断改进、完善、提高激波风洞的性能,尽可能复现高超声速飞行条件是今后主要的研究方向. 相似文献
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利用单脉冲激波管对碳氢燃料JP-10在1150~1300K条件下的高温热裂解特性进行了实验研究,采用气相色谱法分析热裂解产物并获得了热裂解速率系数.主要裂解产物有乙烯、乙炔、丙烯、丁烯、1,3-丁二烯、环戊二烯、环戊烯、苯、甲苯,以及少量的甲烷、乙烷、二甲苯和甲基环戊烯.将每次激波管实验后所有产物浓度累加, JP-10裂解速率系数由实验测定.为了消除激波运行中非理想性和边界层效应导致反应温度确定的误差,采用对比速率法确定裂解温度,即在反应物中加入少量热解速率已知的内标物,根据内标物在相同的激波管实验条件下的裂解程度确定反应温度.根据内标物裂解量确定的激波管裂解反应温度通常小于采用传统测量激波速度由激波关系计算的反射激波后5区温度.在1200~1300K之间两种方法得到的温度吻合得较好,差异在20K以内,随着温度升高,两者差异增大.在实验研究的基础上,依据San Diego Mechanism对JP-10高温裂解过程进行了动力学模拟.结果显示:主要裂解产物中乙烯、乙炔和1,3-丁二烯产量随温度变化的实验值与San Diego Mechanism的模拟结果有很好的一致性,但环戊烯产量的实验值比模拟值高很多,预示JP-10裂解中完全开环和部分开环反应都是重要的裂解通道. 相似文献
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用于激波管/风洞的双爆轰驱动段 总被引:3,自引:0,他引:3
对爆轰驱动段的发展进程进行了回顾. 比较了反向与前向爆轰驱动段的优缺点. 提出在前向爆轰驱动段上游增加反向辅爆轰驱动段, 来消除主驱动段中爆轰波后的Taylor波, 改善其驱动性能. 这种双爆轰驱动段只要辅与主驱动段初始压力比等于或大于临界值, 主驱动段中的Taylor波将不再出现, 可产生均匀的高温高压驱动气体. 此外, 还能产生过驱动爆轰波, 进一步提高驱动能力. 相似文献
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适用于裂解制造乙烯的气体动力学加热方法 总被引:2,自引:1,他引:2
俞鸿儒 《大连理工大学学报》2002,42(3):253-260
对乙烷裂解制造乙烯的非平均过程进行了分析,为了获得高的乙烯产率,需准确控制裂解停留时间并提高裂解反应温度,探讨了目前工业生产中普遍采用的管式裂解炉的特性及局限,这种管式裂解炉的性能虽已接近完善,但仍不能满足裂解工艺需求,对几种利用激波控制加热方式生产乙烯的发明及其不足进行了评述,提出新颖的反向超声速射流混合加热方法,该方法能满足裂解制造乙烯的要求。 相似文献
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爆轰驱动激波风洞的自由来流模拟范围与驱动气体的爆轰极限密切相关,爆轰极限越宽则模拟范围越大。驱动气体一般是通过点火管进行起爆的,提高点火管的起爆能力可以拓宽爆轰极限。为了提高点火管起爆能力,就点火管口径、点火气体爆轰敏感性和单/双点火管3种因素的影响进行了实验研究。在不同的点火管初始条件下,对驱动段波速进行了测量。结论如下:(1)提高点火管口径可以显著提升起爆能力;(2)点火气体爆轰敏感性对起爆能力有影响,点火管为缩径内型面时,低敏感性气体起爆能力更强,点火管为等径内型面时则低敏感性气体和高敏感性气体的起爆能力大体持平;(3)在保证射流同步的前提下,双点火管能够提高起爆能力,为保证射流同步性需使用化学恰当比的氢氧混气等爆轰敏感性强的点火气体。 相似文献