吸氣式PDE點火室引入氧氣的試驗研究

胡焰彬，翁春生，白橋棟，楊建魯，黃孝龍

(南京理工大學 瞬態物理國家重點實驗室，南京 210094)

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吸氣式PDE點火室引入氧氣的試驗研究

胡焰彬，翁春生，白橋棟，楊建魯，黃孝龍

(南京理工大學 瞬態物理國家重點實驗室，南京 210094)

為了改善吸氣式脈沖爆轟發動機的爆轟效果，在發動機的點火室內引入了氧氣，并開展了系列試驗研究，研究結果表明，點火室內引入氧氣，提高了吸氣式PDE的爆轟波壓力與傳播速度，縮短了點火起爆的時間，增加了發動機的平均推力，簡化了發動機內的強化燃燒裝置。與純空氣狀況相比，爆轟波壓力最大增加了1.28倍、爆轟波傳播速度與發動機平均推力的最大增幅分別為69.57%和62.84%，點火起爆時間則相應減少了36.47%。點火室引入的氧氣量存在臨界值，小于臨界值時隨著引入氧氣量的提高，發動機爆轟效果的改善越顯著；大于臨界值時，發動機會形成連續燃燒。

吸氣式脈沖爆轟發動機；點火室；氧含量；燃燒轉爆轟；平均推力；試驗研究

0 引言

脈沖爆轟發動機(Pulse Detonation Engine，簡稱PDE)的起爆方式主要分為直接起爆和間接起爆。考慮到PDE在實際推進系統中的應用，就需要使用具有更高能量密度和安全存儲性能的液體燃料[1]。此時，直接起爆所需的點火能量很大(>106J)，難以實現[2]。因此，在實際應用中，需采用較低的點火能量，通過燃燒轉爆轟(Deflagration to Detonation Transition，簡稱DDT)的轉變方式來完成起爆過程。對于液體燃料，DDT長度可達米的數量級[3]，因而采用各種措施來縮短PDE的DDT時間和距離顯得十分必要。

常見的縮短DDT時間和距離的方法主要是在爆轟室內安裝各種強化燃燒裝置，如多管蒸發助爆器[4]、摻混器[5]、Shchelkin螺旋[6]、圓環形擾流片[7]等。L……