固体火箭超燃冲压发动机燃烧室初步实验研究（英文）

目的:通过发动机直连式实验,验证燃气发生器产生的富燃燃气可以在超声速气流中二次燃烧,进而证明固体火箭超燃冲压发动机方案的可行性,并初步评估固体火箭超燃冲压发动机燃烧室的工作性能。创新点:1.提出固体火箭超燃冲压发动机构型方案,并开展固体火箭超燃冲压发动机燃烧室直连式实验研究;2.验证了固体火箭超燃冲压发动机构型可行;3.初步评估了固体火箭超燃冲压发动机燃烧室的工作性能。方法:1.通过直连式实验测定固体火箭超燃冲压发动机燃烧室的工作参数(图2、3和4);2.通过实验现象(图8)和数据处理,确定燃气发生器产生的富燃燃气可以在超声速燃烧室中燃烧,进而确定固体火箭超燃冲压发动机方案的可行性;3.初步确定发动机燃烧室的工作性能(公式(6)和(7))。结论:1.燃气发生器中产生的富燃燃气可以在超声速燃烧室中燃烧,固体火箭超燃冲压发动机构型方案可行;2.初步评估了固体火箭超燃冲压发动机燃烧室的工作性能,总压恢复系数约为0.6,燃烧效率约为90%;3.燃气发生器产生的部分一次燃气沉积于燃气发生器喉部,使燃气发生器的工作压力增加,进而引起富燃燃气质量流量的增加;4.燃烧室中的总压损失主要集中在富燃燃气入口处,总压损失主要由射流引起的激波和燃气二次燃烧引起。

适用于吸气式高速飞行器的蚌式进气道堵盖气动设计及数值模拟研究（英文）

目的:吸气式高速飞行器在助推阶段需要对进气道采取保护措施,而应用传统的圆锥体载荷式整流罩存在体积大、质量重等缺陷。为避免载荷罩的空间雍余,基于激波干扰理论,本文旨在提出一种通用型可实现气动自分离的整流罩设计方法,并探讨设计的两组构型在两个弹道特殊状态点的气动力和气动热特性,以及研究构型的适用性和基本气动性能。创新点:1.通过激波干扰理论模型方程,推导出环境变量与构型基本尺寸之间的关系;2.建立气动设计模型,成功求得助推阶段和整流罩分离状态点的气动特性;3.新构型减轻了整流罩系统重量,实现了自分离,简化了机械结构系统。方法:1.通过理论推导,得到飞行器头锥长度和进气口尺寸变化对整流罩构型设计的影响;2.通过数值计算,得到异形整流罩及头锥附近流场分布受设计型面的影响以及产生的适应性气动力。结论:1.整流罩在分离状态可产生负升力,有自动打开的趋势;2.减小整流罩的设计长度有利于气动减阻和降低峰值热流;3.整流罩前缘的极限热流约为13 MW/m^2,在所选复合材料的受热范围内。

硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂燃烧的数值与试验研究

目的:因NEPE推进剂具有独特的燃烧性能和燃烧机理,现有模型无法直接用于其燃烧相关研究。本文希望对现有模型进行改进,并基于自由基裂解模型建立一个计算NEPE推进剂燃速的模型,然后对NEPE推进剂燃烧进行观察和测量,研究其燃烧特性,以期为所建模型提供数据支持。创新点:1.基于自由基裂解模型,计算每种成分同时存在多种粒径分布的NEPE推进剂的燃速;2.建立试验系统,观察NEPE推进剂燃烧火焰形态。方法:1.通过理论推导,构建燃速与推进剂成分的粒径和含量以及燃烧室压强之间的关系,得到燃速计算公式(公式(1)–(10));2.利用建立的模型,计算四种不同粒径分布的NEPE推进剂在不同压强下的燃速,并与试验结果进行比较,验证模型的可行性(图7);3.建立试验系统,测量NEPE推进剂的燃速和燃面温度,并观察其燃烧火焰(图5和6),分析不同成分对燃烧的影响。结论:1.基于自由基裂解模型建立的燃烧模型可用于预测NEPE推进剂的燃速;2.铝颗粒的添加对NEPE推进剂的燃烧火焰形态和气相反应都有较大影响;3.氧化剂(高氯酸铵和奥克托今)颗粒的粒径对燃速的影响比铝颗粒的粒径对燃速的影响大,但对燃速压强指数的影响相对较小。