超燃冲压发动机点火技术研究

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燃烧室作为超燃冲压发动机的主要动力来源,其点火性能的好坏对发动机的性能评定有重要影响。在超声速条件下,气流速度很快,燃料在燃烧室内的停留时间太短,混合效率非常低,并且液态碳氢燃料物理化学性质复杂着火延迟时间长。诸多因素决定了超燃冲压发动机点火非常困难。本文为了可靠地实现超燃冲压发动机点火,对超燃冲压发动机的几种点火方法进行了研究。  通过空气截止燃烧室流场的CFD数值仿真计算,研究了空气截止对超燃冲压发动机燃烧室流场的影响。计算发现由于空气截止,燃烧室静温升高,静压升高,同时出现回流区,这些都对点火有着积极的影响。同时分析了不同的介质空气压力下的流场变化规律。  对氧-煤油高焓气流发生器进行了数值计算,得出了点火器火焰温度分布的计算结果。并且借助热电偶测温实验,利用三基色测温的方法绘制出了点火器外火焰的温度分布图,并且计算出了相应的轴向燃烧效率。  最后进行了超燃冲压发动机点火实验,分别对比了三种点火方法:单纯的利用空气截止点火,单纯的利用高焓气流发生器点火和两者相结合的点火方式。通过摄像机的拍摄再现了不同点火方式的火焰传播过程过程。这些过程各有特点,通过对燃烧室壁面压力分布的测定,评定出了这三种点火方式的优劣。
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