當(dāng)量比及氧化劑含氧量對(duì)凝膠汽油爆轟過程的影響

楊建魯，翁春生，李 娟，申清芳

（1. 中國航天科工集團(tuán)六院210 所，陜西 西安 710065；2. 南京理工大學(xué)瞬態(tài)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210094）

1 引言

凝膠推進(jìn)劑是一種介于固體推進(jìn)劑和液體推進(jìn)劑之間的新型推進(jìn)劑，不僅具有固體推進(jìn)劑不易泄露、使用安全、可長期儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn)，而且具有液體推進(jìn)劑比沖大、易于實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)及發(fā)動(dòng)機(jī)多次點(diǎn)火的優(yōu)點(diǎn)，在航天和兵器領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)（pluse detonation engine，PDE）作為一種新型動(dòng)力系統(tǒng)，具有熱循環(huán)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、推重比大、比沖大、工作范圍寬等優(yōu)點(diǎn)［1-2］。正是由于凝膠推進(jìn)劑和PDE 都具有眾多的優(yōu)點(diǎn)，受到了國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。

凝膠推進(jìn)劑的研究始于20 世紀(jì)三、四十年代，到目前為止國內(nèi)外專家學(xué)者在凝膠推進(jìn)劑的特性研究方面做了大量的工作，取得了一系列的研究成果。Solomon［3］和Nie［4-5］等對(duì)非金屬凝膠燃料的液滴燃燒特性進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，液滴燃燒過程中表面會(huì)逐步形成一層凝膠劑膜，該凝膠劑膜阻礙了燃料蒸氣向燃燒區(qū)域擴(kuò)散，并導(dǎo)致燃料蒸氣在液滴內(nèi)部不斷積聚，當(dāng)液滴內(nèi)部燃料蒸氣積聚到一定壓強(qiáng)后液滴發(fā)生爆裂。凝膠燃料液滴在氣相氧化劑中燃燒時(shí)，凝膠劑膜的形成、破碎以及液滴持續(xù)燃燒的時(shí)間隨著氧化劑速度的增大而縮短。在對(duì)含鋁凝膠燃料的燃燒特性進(jìn)行研究時(shí)，Negri［6］發(fā)現(xiàn)含有微米鋁粉顆粒的凝膠燃料比含有納米鋁粉的凝膠燃料具有更高的特征速度。Dennis［7］等對(duì)凝膠推進(jìn)劑的點(diǎn)火延遲特性研究表明，推進(jìn)劑的點(diǎn)火延遲時(shí)間對(duì)推進(jìn)劑的表觀粘度和凝膠劑的含量具有較強(qiáng)的依賴性。……