含鋁凝膠燃料脈沖爆轟發動機工作過程瞬態特性

胡洪波，翁春生

(1.西安航天動力研究所 液體火箭發動機技術重點實驗室，西安　710100；2.南京理工大學 瞬態物理國家重點實驗室，南京　210094)

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含鋁凝膠燃料脈沖爆轟發動機工作過程瞬態特性

胡洪波1,2，翁春生2

(1.西安航天動力研究所 液體火箭發動機技術重點實驗室，西安710100；2.南京理工大學 瞬態物理國家重點實驗室，南京210094)

為了解含鋁凝膠燃料脈沖爆轟發動機工作過程的瞬態機理，建立了含鋁凝膠燃料脈沖爆轟發動機數學物理模型。采用守恒元與求解元數值計算方法，對單循環含鋁凝膠燃料脈沖爆轟發動機流場進行了數值仿真，分析了其爆轟反應過程與沖量產生過程的瞬態特征。計算結果表明，爆轟波作用下，凝膠燃料液滴變化以剝離破碎為主，燃料液滴中鋁顆粒隨液滴剝離彌散于爆轟管內并參與反應，累積在最后階段反應的鋁顆粒較少。凝膠燃料爆轟燃氣排放過程可劃分為爆轟附著膨脹、燃氣“壅塞”膨脹和膨脹減弱等3個典型特征階段。研究結果對凝膠燃料脈沖爆轟發動機的應用研究具有參考意義。

脈沖爆轟發動機；凝膠燃料；爆轟；瞬態；數值計算

0　引言

為了更好地滿足飛行器推進系統的需求，人們對先進推進技術的期待越來越強烈。在廣大科研工作者對先進推進技術的探索過程中，由于凝膠燃料同時結合了固體燃料和液體燃料的許多優點，被認為是具有美好前景的未來推進燃料之一[1-3]。國內外學者對其流動、霧化與燃燒等進行了廣泛研究[4]。……