肼电弧增强推力器羽流温度光谱诊断

建立了一套光谱温度诊断系统,对以肼催化分解产物为推进剂的电弧增强推力器羽流信号进行了光谱温度诊断,基于谱线的绝对强度法得到对应不同波长的激发温度,由玻尔兹曼图法获得各条谱线的平均激发温度。结果表明:肼电弧增强推力器羽流中心激发温度最高,沿径向方向迅速下降;羽流的热力学非平衡态程度随径向距离增大和电流减小而降低;羽流温度随肼催化分解混合气中氨气比例增加而升高。

喷嘴结构对非稳态射流推力影响的试验研究

为了研究喷嘴结构对非稳态射流推进性能的影响,搭建了射流试验台架,以单个固定喷嘴生成非稳态射流,考察了锥型、锥直型和Wyszynski型3种喷嘴内腔结构以及30°,60°和90°3种喷嘴唇边结构。结果表明:锥型喷嘴的非稳态射流平均推力比锥直型喷嘴提升了1.8%,比Wyszynski型喷嘴提升了2.0%;30°喷嘴唇边的非稳态射流平均推力比60°唇边提升了2.3%,比90°唇边提升了7.7%;试验推力比值都大于2,证实了非稳态射流存在推力增强效应,锥型喷嘴推力比值比锥直型提升了0.3%,比Wyszynski型提升了4.0%,30°喷嘴唇边的推力比值比60°唇边提升了6.0%,比90°唇边提升了8.6%,研究结果可为喷嘴结构设计提供理论依据。

微波增强肼复合式推力器喷管黏性效应分析

微波增强肼复合式推力器的喷管结构较小,其流动规律不同于常规固液火箭发动机的喷管,黏性效应对喷管内气体流动有较大影响。微波增强肼复合式推力器有着微波电加热和单元肼分解两种工作模式。研究了两种工作模式下工质气体压强和温度对黏性效应的影响。结果表明,提高压强可以降低黏性作用,使得边界层变薄,从而提升喷管性能;提高温度会增强黏性作用,使得速度损失增多,但比冲(specific impulse)仍有一定提高。对比两种工作模式,微波电加热模式下黏性效应对喷管性能的影响更强。

构型及二次燃烧对RBCC引射模态推力性能的影响

提出了掺混度模型并数值研究了五种构型和两种燃烧组织模式对RBCC发动机引射模态推力性能的影响,其中改进构型获得了推力增强。得出如下结论:(1)在引射掺混的前段,掺混过程主要由一次流喷管结构决定。而在引射掺混后段,后体构型对掺混过程影响较大。(2)获得较高掺混速率、较优引射比并在掺混过程中产生高于环境压强的流动状态是改进构型获得推力增强的两个重要因素。(3)与SMC燃烧组织模式相比,改进构型的SPI模式有效延迟了二次燃烧,不仅提高了燃烧效率而且没有使引射比过度下降。

SMC燃烧模式下引射火箭性能影响因素的实验研究

采用富燃的气氧/酒精燃气发生器以及可变结构的引射器后体,研究了引射器后体结构以及一次火箭工作压强对于SMC燃烧模式下引射火箭性能的影响。实验结果表明,引射器后体结构对于提高SMC二级燃烧模式下引射火箭的相对推力非常关键,而一次火箭工作压强的作用相对较小。通过优化引射器后体结构,在SMC二级燃烧模式下工作的引射火箭可以产生较大的推力增强。