双尾管脉冲发动机的工作特性

为了系统探究双尾管脉冲发动机的工作特性,自行设计了功率为30 kW的Helmholtz型双尾管脉冲发动机,建立了脉冲发动机燃烧室内气流压力、温度及燃油消耗率的测试系统。分析研究了油门开度对燃烧室内气流压力特性、温度以及发动机工作频率相互之间的影响关系。试验结果表明,随着油门开度加大,燃油消耗率在1~4油门开度下显著增加,燃烧室压力幅值大致呈先减后增趋势,并在3油门开度下达到最小;燃烧室温度以及发动机工作频率均先增大后减小,并在3油门开度下达到最大。燃油消耗率与油门开度之间呈线性增长关系,燃烧室内气流温度与脉动频率均与油门开度之间呈现一致的倒U形关系,与气流压力脉动幅值呈现相反的U形关系。即双尾管脉冲发动机脉动燃烧工作所形成的自激振荡耦合关系,对应着燃烧室与尾管内脉动振荡气流的高脉动频率、低压力脉动幅值及高气流温度的相互耦合关系,反之亦然。本研究设计的600,800和1000 mm不同尾管长度条件下的双尾管脉冲发动机均能轻易启动并在1~3油门开度下稳定工作,表明双尾管脉冲发动机具有较好的声学条件,与一定油门开度相匹配,易形成良好的振荡燃烧耦合关系,实现稳定工作。