固体火箭超燃冲压发动机性能试验

摘要：

为了研究发动机构型、推进剂类型和当量比对固体火箭超燃冲压发动机的性能影响,选取了 3种固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型,分别使用碳氢推进剂和含硼质量分数35％推进剂共计开展了 8次地面直连试验.试验模拟了23 km、马赫数5.5的飞行工况,通过测量推力、流量和压力等参数,得出了超声速燃烧室和发动机的整体性能参数,进而研究了发动机构型、推进剂类型以及当量比3个关键因素对固体火箭超燃冲压发动机的性能影响.结果表明:带有凹腔-支板组合装置的燃烧室构型虽然冷流内阻最大,但试验燃烧效率和比冲性能最优.针对带有凹腔-支板组合装置的燃烧室构型,使用碳氢推进剂的发动机性能整体优于使用含硼质量分数35％推进剂对应的性能参数;使用碳氢推进剂的极限掺混当量比大于0.7,而使用含硼质量分数35％推进剂的极限掺混当量比在0.65附近.这是由于相对碳颗粒,硼颗粒在超声速气流中燃烧组织更为困难导致的.相对于使用碳氢推进剂,使用含硼质量分数35％推进剂的一次燃烧产物更容易在喉部沉积,其燃气发生器压力曲线也存在更多峰值振荡的现象.在所研究的试验当量比范围内,使用碳氢推进剂的燃烧效率峰值约0.82,此时对应内推力比冲峰值约687 s;而使用含硼质量分数35％推进剂的燃烧效率峰值约0.69,此时对应内推力比冲峰值约592 s.

关键词：固体火箭超燃冲压发动机、凹腔-支板组合装置、燃烧性能、当量比、地面试验

所属期刊栏目：43

分类号：V435(推进系统（发动机、推进器）)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：182-194