超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)支板研究綜述

劉 昊，張蒙正，豆飛龍

（西安航天動(dòng)力研究所，陜西西安710100）

超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)支板研究綜述

劉 昊，張蒙正，豆飛龍

（西安航天動(dòng)力研究所，陜西西安710100）

以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)支板工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用為研究目標(biāo)，從燃料/空氣摻混增強(qiáng)、燃燒強(qiáng)化、支板/凹腔一體化穩(wěn)焰、支板阻力及支板熱防護(hù)5個(gè)方面對國內(nèi)外超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中支板研究現(xiàn)狀進(jìn)行回顧與總結(jié)。認(rèn)為支板可靠熱防護(hù)是限制其工程應(yīng)用的瓶頸，建議：1）采用燃料側(cè)噴，利用超聲速擾流氣動(dòng)摻混替代尾部交錯(cuò)結(jié)構(gòu)機(jī)械摻混，降低支板阻力及熱防護(hù)難度；2）飛行Ma＞7時(shí)，放棄支板/凹腔一體化結(jié)構(gòu)，并使支板遠(yuǎn)離燃燒區(qū)域高溫燃?xì)猓瑑H承受來流熱沖擊，以便現(xiàn)有材料及冷卻技術(shù)能夠解決支板熱防護(hù)問題，且此時(shí)支板阻力主要取決于來流條件，推薦采用帶有前緣角度、后掠結(jié)構(gòu)的薄支板以減小支板阻力；3）結(jié)合多種手段對支板進(jìn)行綜合熱防護(hù)，實(shí)現(xiàn)支板長時(shí)間可靠工作。

超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)；支板；綜述

0 引言

自20世紀(jì)70年代美國Langley研究中心在超燃燃燒室中首次采用支板實(shí)現(xiàn)燃料噴注［1］以來，由于其優(yōu)異的摻混增強(qiáng)及燃燒強(qiáng)化作用，支板成為超燃燃燒室研究熱點(diǎn)之一，并被廣泛應(yīng)用于燃燒室設(shè)計(jì)之中。

采用支板噴注燃料時(shí)，支板布置于燃燒室核心流之中，燃料從支板側(cè)面垂直主流或底部平行主流噴注，能夠獲得良好的空間分布及混合效果；同時(shí)支板底部存在回流區(qū)，使得火焰得以駐定；此外，支板附面層脫落形成的自由剪切層失穩(wěn)誘發(fā)的大尺度擬序結(jié)構(gòu)對于燃料/空氣摻混增強(qiáng)及燃燒強(qiáng)化具有重要作用。……