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脉冲爆震发动机(PDE)是一种利用爆震燃烧的新型推进装置,具有循环热效率高,油耗低,结构相对简单轻便等优点。推力是PDE的重要指标之一,提高PDE的推力是PDE工程化应用的关键。本文以气动阀式PDE为研究对象,通过理论分析、数值模拟与试验手段,对PDE内流动特性和推力性能进行研究,主要工作内容与成果如下:(1)对PDE推力形成机理与影响推力的因素进行理论分析,给出PDE理论推力增益与工作频率的计算公式,提出降低PDE推力增益损失与降低PDE负推力的措施,并指出这些增推减阻措施之间存在矛盾。(2)为了减小PDE推力增益损失,提出带渐缩通道的倒旋流气动阀设计思想,对该气动阀进行数值模拟研究,研究发现:随着气动阀进口角度的增大,气动阀的单向阀性能增强但进气的流动损失也会增大,气动阀的最佳进口角度为60°左右。提出利用双预模式杆射哨超声波喷嘴进行燃油雾化的雾化方案,对该方案进行雾化特性研究,研究发现喷嘴的平均粒径SMD约为6μm,随油压、共振腔距喷口距离、测量位置变化SMD变化幅度在2μm内,喷嘴雾化角度随着共振腔距喷口距离的增大从约180°降低至约60°。给出三电磁阀并联控制供油方案。对该方案进行供油特性研究,结果表明该控制系统在5Hz至25Hz的工作频率下能正常工作。(3)对PDE内流场与燃油分布进行数值模拟研究,研究发现:PDE流场受进气压力影响很大,安装掺混装置对爆震管内燃油分布情况有明显改善,使用环形与波瓣组合混合器时效果最佳。模拟分析了喷管对PDE推力性能的影响,结果表明:直喷管与扩张喷管使PDE推力性能有所提升,而收敛喷管使PDE推力性能有所降低。对于扩张喷管,随着角度增大喷管推力性能提升;对于收敛喷管,随着角度增大喷管推力性能降低。在喷管进出口面积比不变时,喷管存在一个最佳长度,过长或过短都会降低PDE的推力性能。(4)对气动阀式PDE进行冷吹与调试试验研究,确定PDE样机中选用螺旋扰流器以及环形与波瓣组合混合器,样机在17至22Hz时可以连续工作,但是没有获得充分发展爆震波,样机在20Hz下平均推力增益约为70N。研究了带电磁阀控制PDE推力性能,电磁阀打开时间比点火时间提前4ms时PDE能正常工作,无电磁阀时PDE平均推力增益为69.3N,电磁阀工作时PDE平均推力增益为73.6N。研究了带喷管的PDE推力性能,直喷管与收敛喷管使PDE推力性能有所提升,扩张喷管使PDE推力性能明显降低。收敛喷管中随着喷管角度增大推力性能提升,扩张喷管中随着喷管角度的增大推力性能降低。