涡轮增压固体冲压发动机燃烧组织技术研究

发布时间：2021-03-29 19:57

　　随着现代战争对战术导弹高速、高机动和远程打击能力要求的不断提高,希望导弹动力既能适应宽包线又具有高比冲。在这种需求背景下,提出了涡轮增压固体冲压发动机（Turbocharged Solid Propellant Ramjet,TSPR）这种新型吸气式动力。它有机结合了固体冲压发动机和空气涡轮火箭发动机（Air Turbo Rocket,ATR）两种发动机的性能优势,兼具宽包线和高性能的优点,是未来战术导弹最为理想的动力形式之一。发挥TSPR性能优势的前提是实现稳定高效的燃烧组织。与固体冲压发动机和ATR相比,TSPR燃烧组织中存在多股气流混合燃烧、进气方式不利于掺混等难点,并且缺乏相关技术基础,因此,开展TSPR燃烧组织技术研究对提高发动机整体性能和实现工程化应用具有重要意义。本文针对TSPR燃烧组织的特点和难点,通过理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,开展了TSPR方案设计、燃烧特性实验、掺混燃烧增强技术和实验验证等研究工作。论文的主要研究工作和结论如下:（1）开展了TSPR方案设计,为燃烧组织技术研究提供了对象。对现有TSPR性能预示模型进行了改进,给设计提供了理论方法;针对... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

TSPR结构示意图

莫然[6]提出了一种快速预示 TSPR 性能的方法。该方法采用图 1-2 所示的热力循环描述发动机工作过程，可以根据来流空气和燃气的参数，快速计算出不同工作状态下的发动机性能。此后，她也对 TSPR 非设计点性能预示模型进行了初步探索，并研究了多种因素对发动机性能的影响。不过，该方法在发动机性能预示精度和非设计点部件匹配上存在一定不足，制约了其进一步的应用。杨飒[10]针对上述方法的不足，一方面改进和完善了主要部件的性能计算模型，提高了发动机设计点性能的预示精度；另一方面，考虑涡轮和压气机、压气机和补燃室间的匹配关系

三种发动机工作包线内的比冲分布图

【参考文献】：
期刊论文
[1]波瓣掺混装置作用下SPATR冲压燃烧室内流场研究[J]. 陈志明,吴川,白涛涛,张鑫.  航空兵器. 2013(06)
[2]吸气式涡轮冲压发动机性能模拟及验证[J]. 李成,周正,屠秋野,蔡元虎.  航空动力学报. 2013(11)
[3]局部进气条件下空气涡轮火箭发动机掺混燃烧研究[J]. 李文龙,李平,李光熙,南向谊.  推进技术. 2013(09)
[4]吸气式空气涡轮冲压发动机的过渡态性能[J]. 李成,蔡元虎,屠秋野.  航空动力学报. 2013(02)
[5]液体推进剂对ATR发动机性能影响的研究[J]. 屠秋野,丁洁,李成,陈玉春.  航空工程进展. 2012(03)
[6]涡轮增压固体冲压发动机补燃室燃烧数值模拟研究[J]. 林彬彬,潘宏亮,刘洋.  固体火箭技术. 2012(04)
[7]空气涡轮火箭发动机内外涵气流掺混研究[J]. 李平,李文龙,何国强.  固体火箭技术. 2012(01)
[8]空气涡轮火箭发动机掺混燃烧研究进展[J]. 李文龙,李平,郭海波.  火箭推进. 2011(06)
[9]涡轮增压固体火箭冲压发动机（TSPR）性能研究[J]. 杨飒,何国强,刘洋,潘宏亮.  科学技术与工程. 2011(34)
[10]涡轮增压固体冲压发动机热力循环分析[J]. 莫然,刘佩进,刘洋,杨飒.  固体火箭技术. 2011(05)

博士论文
[1]硼颗粒点火燃烧机理研究[D]. 敖文.浙江大学 2014
[2]固体燃料冲压发动机燃烧组织技术研究[D]. 刘巍.国防科学技术大学 2010
[3]含硼推进剂固体火箭冲压发动机补燃室工作过程研究[D]. 胡建新.国防科学技术大学 2006
[4]含硼富燃推进剂一次燃烧研究[D]. 胡松启.西北工业大学 2004

硕士论文
[1]固体火箭涡轮冲压发动机涡轮气动设计[D]. 潘燚.哈尔滨工业大学 2007
[2]补燃室结构对冲压发动机二次燃烧影响研究[D]. 许超.西北工业大学 2007
[3]涡轮冲压组合发动机部件设计方法及内流场数值研究[D]. 汪维娜.西北工业大学 2006
[4]固体火箭冲压发动机二次燃烧数值模拟[D]. 周继时.西北工业大学 2005
[5]固体火箭冲压发动机补燃室性能研究[D]. 高岭松.西北工业大学 2005
[6]固体火箭冲压发动机燃烧过程仿真与实验研究[D]. 王志吉.中国人民解放军国防科学技术大学 2002



本文编号：3108106