燃料噴孔數對非預混旋轉爆震起爆過程的影響

焦中天，王永佳，李 偉，朱亦圓，王 可，范 瑋

(1.西北工業大學 動力與能源學院，陜西 西安 710129；2.西安航天動力研究所 液體火箭發動機技術重點實驗室，陜西 西安 710100)

0 引言

與傳統噴氣式動力裝置中普遍采用的緩燃燃燒相比，爆震燃燒具有能量釋放速率快、自增壓等優點，有望簡化燃燒室結構，提高熱循環效率，降低發動機油耗。旋轉爆震燃燒室(rotating detonation chamber，RDC)是一種采用旋轉爆震燃燒的新型燃燒室，通常采用環腔或空筒構型，氧化劑和燃料自燃燒室頭部沿軸向供給，爆震波沿周向旋轉傳播，不斷消耗可燃混合物，產生的已燃氣體沿軸向膨脹排出產生推力。與脈沖爆震燃燒相比，旋轉爆震燃燒僅需一次點火即可連續工作，結構更為緊湊；與斜爆震燃燒相比，旋轉爆震不需要苛刻的高超音速進氣條件，可在寬馬赫數范圍實現穩定工作。因此，近年來旋轉爆震在推進領域受到了廣泛關注。

20世紀60年代，俄羅斯Voitsekhovskii等、美國Nicholls等分別通過實驗率先驗證了旋轉爆震燃燒的可行性，隨后Bykovskii、Zhdan、Schwer、Lu等又圍繞起爆方式、推進劑(燃料狀態包括液態和氣態，氧化劑包括氧氣和空氣)、當量比進行了旋轉爆震實驗研究，證明了旋轉爆震可在更寬工況范圍內工作。近十幾年來，世界各國針對旋轉爆震的研究越來越多。Stechmann等分析了RDC作為火箭燃燒室的理論性能，并說明了與鐘型噴管和塞式噴管匹配的可行性。嚴宇等采用自燃推進劑實現了旋轉爆震波的持續傳播；王朝暉等通過實驗研究了液氫液氧發動機富氫補燃循環中爆震發生的條件；……