固体燃料冲压发动机在小口径弹药上的应用

总结了固体燃料冲压发动机的发展过程和现状，分析其工作性能和应用于小口径弹药上需解决的关键技术，如突扩燃烧机理、燃料流量及燃速特性、散布控制、燃烧效率、补燃室设计等，以及解决相关问题的可能途径和方法。

固体燃料冲压发动机旋流燃烧特性试验

为研究固体燃料冲压发动机旋流燃烧特性,进行了直流与旋流对比直连式试验。固体装药内径40mm,长180 mm,成分为HTPB中加入65%的金属粉末。试验发动机采用火炬式点火器点火,空气由燃烧补氧式空气加热器加热至690 K,热空气流量300 g/s。试验测量了压力、推力等参数,使用监控录像对发动机尾焰进行拍摄,通过测量试验前后装药质量差获得固体燃料平均燃速。旋流试验未将旋流器伸入燃烧室即实现了火焰稳定,且旋流燃烧比直流燃烧表现出更好的稳定性,平均燃速较直流提高近50%。旋流燃烧尾焰存在明显的径向扩张,表明尾焰仍有切向动量,损失了部分推力。

固体燃料冲压发动机燃烧室流动分析

固体燃料冲压发动机由于结构紧凑、能量高、工作性能稳定 ,可广泛应用于中、小口径弹药的增程和提高续航速度或攻击速度 ,本文建立该类发动机的燃烧室流动模型并给出了求解方法 ,得出了突扩燃烧室流动特性与突扩面积比、入口气流速度等因素的变化规律 。

涡流对固体燃料冲压发动机性能影响分析

通过对固体燃料冲压发动机内流动和燃烧过程的数值模拟,研究了涡流对发动机性能的影响。主要讨论了发动机推力和比冲、固体燃料的平均后退速率和燃烧效率对旋流强度的依赖关系,还对推进剂燃速沿轴向的分布进行了考察,并与无旋条件进行了比较分析。结果表明,小强度的涡流能明显提高固体燃料燃速和发动机推力,但强度过大,涡流反而会给发动机性能带来不利影响;涡流增强燃烧作用主要体现在装药后段。

质量加入影响固体燃料冲压发动机统一内流场的三维数值计算

利用三维隐式有限体积 TVD格式求解 N- S/Euler方程组数值模拟固体燃料冲压发动机 (SFRJ)突扩燃烧室、补燃室和喷管的统一内流场 ,比较研究了从亚音速到跨音速到超音速的整个工作过程中质量加入对流场内部结构的影响 ,并与试验进行对比研究 。

固体燃料冲压喷气动能弹——概念结构、研究现状及发展预测

固体燃料冲压喷气动能弹，因其结构十分简单，增速或者维持炮口速度的效果显著，已在许多国家引起广泛兴趣。结构设计、内外弹道、数学模拟都取得了重大突破，已达动态发射试验阶段。介绍了冲压喷气动能弹的概念结构和几个国家的研究现状。

推进剂组分对固体燃料冲压发动机性能的影响

为研究不同组分推进剂对固体燃料冲压发动机(SFRJ)燃烧性能的影响,以添加了石蜡、炭黑以及炭纤维的聚乙烯(PE)为推进剂,采用连管点火实验装置对SFRJ进行了研究。用扫描电镜观测了燃烧后的燃面形貌。用三维扫描仪和数据重构方法获得了燃速三维分布。根据实验所获数据进一步计算得到不同工况下SFRJ工作性能参数。结果表明:加入5%的炭纤维会阻碍聚乙烯基推进剂燃烧表面的机械剥蚀,影响热解过程,使其无法自持燃烧。通过燃速三维分布发现了开尔文-亥姆霍兹不稳定现象。在聚乙烯基推进剂中添加炭黑和石蜡均能够提高燃速,石蜡影响更明显。石蜡质量分数为30%、50%以及纯石蜡的推进剂比聚乙烯分别提高了37.5%、51.4%和544%。最后拟合得到了聚乙烯基推进剂平均燃速与石蜡质量分数呈指数递增关系。