RBCC引射模态主火箭射流对Fabri壅塞影响研究

发布时间：2021-06-19 13:50

　　引射模态发动机性能偏低限制了RBCC发动机的应用,为了提高引射抽吸能力和发动机性能,针对地面零速起飞状态,采用包含飞行器前后体的全流道一体化数值模拟方法,研究了主次流总压比对Fabri壅塞和引射抽吸能力的影响。结果表明:当主次流总压比低于25,提高主次流总压比可提高主火箭射流马赫数,引射空气流量可提高56. 4%;当主次流总压比高于33,提高主次流总压比增大了射流欠膨胀程度,挤压引射空气流道,导致引射抽吸能力降低,引射比可降低53. 1%;主次流总压比高于134可产生Fabri壅塞,火箭射流将引射空气流道堵塞,引射空气流量降为零。 

【文章来源】：战术导弹技术. 2020,(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

RBCC发动机结构示意图

二元结构中心支板式RBCC发动机由多模块并联组合工作，其中单模块发动机构型及计算域如图2所示。飞行器捕获面积为0.41 m2，飞行器前体及进气道总收缩比为3.76，隔离段设计为微扩构型以实现在亚燃模态时，控制冲压燃烧室反压前传的目的，隔离段入口宽高比为4.4，冲压燃烧室入口宽高比为2.4，冲压燃烧室上壁面单侧扩张角3°，为剥离燃料支板和凹腔等燃料喷注和火焰稳定装置对冲压燃烧室气动过程，尤其是对Fabri气动壅塞的影响，将冲压燃烧室设计为纯扩张流道，而没有安装燃料支板和凹腔等燃料喷注和火焰稳定装置。研究采用气氧/煤油主火箭，矩形喷管主火箭嵌于主支板内，火箭混合比和火箭喷管膨胀比分别为3.4和7.5。3 全流道一体化数值模拟方法

图4显示了主次流总压比对RBCC发动机内流道截面马赫数分布情况，工况1的主次流总压比为8，主火箭流量和室压最低，主火箭喷管出口射流处于过膨胀状态。在冲压燃烧室内，由于火箭射流与引射空气两股流的剪切混合作用，火箭射流减速明显。由于主火箭喷管出口射流处于过膨胀状态，主火箭超声速射流核心区宽度小于支板宽度，如图4(a)所示。随着主火箭流量和主次流总压比的提高，工况2和工况3主次流总压比分别达到17和25，主火箭喷管出口射流压强逐渐提高，主火箭射流马赫数逐渐增大，如图4(b)和图4(c)所示。工况3火箭喷管出口气流处于欠膨胀状态，火箭射流在冲压燃烧室内进一步膨胀，射流宽度逐渐增大，超声速势核区宽度与支板宽度相等，主火箭射流没有挤压引射空气流道，没有产生Fabri壅塞。

【参考文献】：
期刊论文
[1]火箭射流对RBCC进气道性能的影响[J]. 刘大,李博,黄国平.  推进技术. 2010(02)

博士论文
[1]RBCC引射模态主火箭与全流道匹配技术研究[D]. 林彬彬.西北工业大学 2017



本文编号：3237930