爆震波通過環形通道傳播模式試驗研究

袁雪強，蔣露欣，張 多，劉世杰

(國防科技大學 高超聲速沖壓發動機技術重點試驗室，湖南 長沙 410073)

0 引言

爆震燃燒作為一種近似于等容燃燒的燃燒形式，具有能量釋放速率快、熱力循環效率高等優點，因此以爆震燃燒為動力的爆震發動機在高超聲速推進領域中有很好的應用前景。其中，旋轉爆震發動機(rotating detonation engine，RDE)是爆震波以旋轉形式傳播為特點的動力裝置，這種發動機的燃燒室通常采用環形通道結構，爆震波在環形燃燒室內沿周向旋轉傳播，形成的高溫氣體產物通過尾噴管排出從而產生推力。旋轉爆震發動機具有結構簡單、質量輕等優勢，并利用爆震波傳播速度快的特點，可通過一次點火使發動機的工作頻率達到數千赫茲，從而形成近乎連續的推力，因此是目前最有可能實現工程化應用的爆震發動機形式。對于旋轉爆震發動機而言，環形燃燒室徑向尺寸的改變會顯著影響爆震波的傳播模態、傳播頻率以及波頭高度等參數，是影響其推力性能的關鍵因素之一。為了深入探究徑向尺寸對爆震波傳播的影響機制，可將爆震波沿周向的旋轉傳播近似看作靜止氣體爆震波在環形通道內的傳播過程，通過研究環形通道內爆震波的傳播過程，可為旋轉爆震發動機環形燃燒室的設計提供有力指導。