摘要：斜爆震发动机利用斜劈在超声速可燃混气中产生的斜爆震波实现快速高效的燃烧,在更高马赫数吸气推进领域极具应用潜力。面向斜爆震发动机工程应用,首先需要明确飞行条件下燃烧室内斜爆震波的起爆结构特征。但以往的研究大多采用无限长斜劈假设,不能真实反映实际燃烧室中有限长斜劈下的斜爆震燃烧特性。基于此,本文针对斜劈长度和斜劈后壁面倾斜角度两个关键设计参数,研究了在飞行马赫数8~10条件下,有限长度斜劈对斜爆震波起爆结构的影响。结果表明,对于不同高空飞行工况对应的不同起爆区结构斜爆震波,均存在一个临界斜劈长度,只有当斜劈长度缩短至临界斜劈长度时,斜爆震结构才会明显改变。相反,有限长度斜劈末端产生的膨胀波不会影响斜劈表面热释放和压缩波的汇聚过程,因此不会影响斜爆震波起爆结构。通过分析斜劈表面热释放过程,提出了一种理论的临界斜劈长度预测方法,其在不同飞行工况下的计算结果与仿真结果吻合较好。

摘要：斜爆震发动机(Oblique detonation engine,ODE)采用驻定斜爆震波(Oblique detonation wave,ODW)实现高超声速气流中燃料化学能向推进系统机械能的高效转化,可大幅提升吸气式飞行速域上限,具有重要发展潜力和应用价值。本文从早、中、近期3个阶段概述ODE发展历程,总结当下斜爆震燃烧及发动机的研究现状。重点从发动机设计角度综述国内外在斜爆震燃烧组织、燃料喷注掺混以及总体性能与内流设计3方面的研究进展。深入分析了总体约束下的内外流一体化设计、高超声速气流中的燃料喷注掺混、复杂来流条件下的稳定燃烧组织、高热载荷防护以及超高速工况试验条件5大技术挑战及重点关注方向,为后续深入技术攻关及应用提供参考。