含铝固体燃料冲压发动机工作性能分析

为探究含铝固体燃料冲压发动机的燃烧特性和工作性能,基于纳米铝颗粒和端羟基聚丁二烯(HTPB)的混合固体燃料,采用雷诺转捩模型、颗粒表面反应模型和涡概念耗散模型,建立了二维两相湍流燃烧模型;数值计算分析了含铝固体燃料冲压发动机内流场,以及不同含铝质量分数和粒径下的燃面退移速率、推力与比冲。结果表明:发动机的进气条件对颗粒相的燃烧与运动起主导作用;与纯HTPB推进剂相比,添加质量分数为5%的铝颗粒能够提高补燃室压强和温度,增大燃烧室内高温区面积,可使推进剂平均燃面退移速率提高18.53%,发动机推力提高21.37%,密度比冲提高2.38%,适当增加铝颗粒含量或减小粒径,对提高推进剂燃面退移速率、发动机推力和密度比冲具有积极作用。