N2O/C3H8火炬式點火器工作性能數值模擬研究

王　棟，梁國柱

（1.西安航天動力研究所，陜西西安710100；2.北京航空航天大學宇航學院，北京100091）

N2O/C3H8火炬式點火器工作性能數值模擬研究

王棟1，梁國柱2

（1.西安航天動力研究所，陜西西安710100；2.北京航空航天大學宇航學院，北京100091）

采用數值計算方法對氧化亞氮/丙烷火炬式點火器的燃燒室和火炬流場特性進行了數值仿真研究，獲得了點火器在定混合比工況下工質流量對火炬性能的影響以及定流量工況下余氧系數對火炬性能的影響：在定余氧系數0.350工況下點火器燃燒室壓強、火炬功率和點火有效長度與點火器的流量基本呈線性關系，有效火炬長度與實驗中所觀察到的基本一致；在定流量9 g/s工況下點火器燃燒室壓強、噴管出口溫度、火炬功率和點火有效長度隨余氧系數的不斷增加均先迅速增加到最高值后開始逐漸減小，燃燒室壓強、噴管出口溫度、火炬功率和點火有效長度的計算最高值分別為1.73 MPa，2 823 K，33.14 kW和86.5 mm。

氧化亞氮/丙烷火炬點火器；離心噴嘴；流場模擬

0　引言

氧化亞氮/丙烷（N2O/C3H8）綠色雙組元液體發動機以其無毒、環保、自增壓、高比沖（理論真空比沖約3 200 m/s）、操作安全等顯著優點在眾多綠色推進組合中脫穎而出，受到國內外多家航天科研機構的青睞［1-4］。

由于N2O/C3H8無法實現自燃，且N2O的物理化學性質決定了其點火條件的苛刻性。目前國外N2O/C3H8發動機的點火方式多為N2O催化點火［5］或引入第三種工質采用預燃室點火［6］。論文作者通過理論計算與實驗相結合的方法成功地研制出了N2O/C3H8電激勵火炬式點火器［7-8］。……