摘要：针对RBCC燃油供应系统设计和能量综合利用的问题,采用分析法,研究了不同引射火箭/补燃室燃油分配比例对引射模态下各部件燃油消耗及发动机总体性能的影响。结果表明:补燃室内无二级燃油喷注时,发动机可获得最大推力、比冲和燃油利用率,但此时引射火箭内燃烧过程的不可逆性变大,损失增加,从能量优化利用的角度考虑,为降低发动机中不可逆过程造成的能量损失,建议RBCC在引射火箭燃油分配比例为0.6～0.8的条件下工作;随着引射火箭燃油分配比例的增加,发动机推进效率的增长趋势并不明显,从RBCC优化设计的角度考虑,可适当降低一级引射火箭燃油分配比例,缩小引射火箭结构尺寸,减小内流道气体流动阻力,避免引射壅塞现象的产生,有利于扩宽发动机飞行速域,提高RBCC工作模态综合性能。

摘要：根据空气/煤油富油燃烧的特点,提出了两种空气/煤油燃气发生器富油燃烧组织方案,设计了采用钝体稳定火焰和旋流空气、二次喷注空气稳定火焰的两种燃气发生器.为了对比两种方案的点火和燃烧特性,对两种燃气发生器进行了一系列热试,结果表明余氧系数是燃气发生器最重要的工况参数.随着余氧系数的增加,燃气发生器的状态逐渐从启动失败变为中途熄火,最终呈正常启动状态.采用钝体稳定火焰的燃气发生器稳定工作的余氧系数边界为0.518,采用旋流空气和二次喷注空气稳定火焰可将该边界延伸到0.237,极大地扩大了燃气发生器的工作范围.与钝体稳定火焰的燃气发生器相比,旋流空气和二次喷注空气稳定火焰的燃气发生器的富油燃烧的燃烧效率提高了20%.两种方案结构复杂性相当,旋流空气和二次喷注空气稳定火焰的燃气发生器不需要冷却火焰稳定器,可提高燃气发生器的工作时间.

摘要：为研究固体火箭轴向振动问题,将火箭体系简化为时变质量轴向振动杆件。应用生死单元技术对时变质量杆件指定区域内均布质量的损失进行模拟。应用参数化方法将杆件的弹性模量及指定区域内均布质量线密度进行参数化,应用拉丁超立方抽样方法 (LHS)及平面蒙特卡洛抽样方法 (PMC)对时变质量杆件与恒定质量杆件的轴向振动问题进行2因素50水平实验设计,批量计算了不同工况下的杆件轴向振动响应。计算结果表明:基于实验设计和生死单元技术的参数化研究方法可以高效地对时变质量结构动力响应问题进行研究。应用LHS及PMC对杆件轴向振动问题进行研究时,可以得到与应用完备实验对杆件轴向振动问题进行研究时所得结论相类似的定性结论。部分工况下,恒定质量杆件的最大轴向振动响应明显小于时变质量杆件的最大轴向振动响应。依据恒定质量体系动力响应特性对箭体进行设计时,无法保证箭体及箭载设备的安全性。

摘要：将离心式喷嘴锥形液膜破碎模型应用于针栓式喷注器,对无旋锥形液膜进行了线性不稳定分析。求解色散方程获得了色散关系曲线,分析了无旋锥形液膜表面波发展过程。研究了喷注压降、喷注通道长宽比、液膜半锥角以及正弦模式扰动波加权因子等参数对无旋锥形液膜无量纲破碎时间和破碎长度的影响。结果表明:正弦模式扰动波比曲张模式扰动波增长更快,并且更不稳定。正弦模式扰动波在无旋锥形液膜破碎过程中占优,并且喷注压降越大,液膜破碎的越快。喷注通道长宽比的增加会使得无量纲破碎时间和破碎长度近似线性增大。针栓式喷注器设计时,为利于液膜破碎,喷注通道长宽比应取小值,而液膜半锥角应取大值。

摘要：为提高一体化乘波进气道的性能,通过采用壁面马赫数反正切分布内收缩基准流场和改进密切轴对称过程中的控制型线实现了对一体化乘波进气道的改进设计。通过数值仿真分析了该构型设计与非设计状态下的性能和流动特征。结果表明:设计状态下,该构型性能优良,具有前体/进气道一体化设计的特点,压缩面切除造成压缩面边界层内存在横向流动。不同攻角来流状态下,前缘弯曲激波的形状变化较小,有助于提高进气道非设计工况下的性能。侧滑来流状态下,内压缩段的流动不均匀,该构型的性能随侧滑角的变化是非线性的,内压缩段背风侧会出现低压区,诱导出流向涡,当截面内的气流流向低压区时,内压缩段内会形成双涡结构,当气流流出低压区时,第二个涡会被耗散掉,形成单涡结构。

摘要：高超声速进气道在宽马赫数工作范围内保持高性能一直是个技术难点。设计了一种曲面乘波压缩进气道，并通过改变封口激波马赫数以满足宽马赫数范围内（Ma4．5～Ma6）高性能的要求。数值及实验研究结果表明：适当降低进气道的封口马赫数（从 Ma6降至 Ma5．5）可以有效提高非设计点低马赫数时进气道的流量系数，从而提高超燃冲压发动机的非设计状态低马赫数推进性能；选择适当进气道侧板豁口后掠角度，又能保证低马赫数时进气道能够自起动，同时高马赫数时的发动机性能也能够基本保持，适当减小封口马赫数的进气道能够满足宽马赫数范围工作要求。

摘要：对载荷辨识方法用于脉冲燃烧风洞模型阻力测量的可行性进行了研究。设计了钝头锥模型阻力测量试验系统,通过突然卸载的方式对系统进行了动态标定,辨识得到了系统结构动力学参数,建立了系统动力学模型。基于脉冲风洞的工作特性,采用斜坡阶跃函数与傅里叶级数之和描述模型的载荷历程,将载荷辨识问题转化为函数参数辨识问题,采取先辨识斜坡阶跃函数参数再用最小二乘方法求傅里叶级数系数的求解策略。通过使理论计算输出在低频段逼近实测输出来确定傅里叶级数的项数。首先通过数值仿真检验了方法的有效性,然后在脉冲燃烧风洞进行了两车试验,基于天平输出对模型阻力进行了辨识,结果与CFD预测值吻合良好。

摘要：为了研究超燃冲压发动机中燃烧不稳定现象尺度效应的规律和原理,参照超声速燃烧实验开展多种尺度条件下的二维数值仿真计算研究,系统分析了不同尺度条件下边界层厚度、燃料混合效率对燃烧不稳定现象的作用规律.进一步通过设计多组喷注条件与凹腔构型,分析燃烧不稳定现象的敏感因素.结果表明:燃料和主流的混合效率是影响燃烧不稳定现象的关键因素,边界层相对厚度与燃料混合效率正相关,超声速燃烧尺度通过影响边界层相对厚度影响燃烧不稳定现象.超声速燃烧不稳定具体表现为燃烧振荡,火焰闪回是燃烧振荡的首个子过程,热力学喉道的形成是火焰闪回现象的必要条件.凹腔尺度通过影响凹腔、主流之间质量和热量交换程度影响火焰闪回速度.来流总温通过抑制热力学喉道的形成抑制火焰闪回现象,喷注压力和喷注方向通过影响燃料和主流的混合效率影响燃烧不稳定现象.

摘要：将密切技术设计乘波体的应用推广至弯曲激波外锥流场中。针对不同激波形状(ICC)约束条件,在凸、凹激波曲外锥流场中,生成了四种构型的密切弯曲激波乘波体,采用数值模拟及理论分析的手段开展了密切弯曲激波乘波体技术应用的可行性验证及有效性分析。研究结果表明:(1)基于密切凸、凹激波外锥流场的乘波体乘波压缩面、出口截面压力分布、激波形状(ICC曲线)均与设计吻合,最大偏差小于5%,说明密切凸、凹激波外锥流场的方法设计乘波体是可适用的;(2)利用宽高比为0.5的超椭圆方程作为ICC控制曲线生成的乘波体,流场压力的理论解与数值解偏差可控制在1.6%以内,而宽高比为2的超椭圆方程作为ICC控制曲线生成的乘波体,流场压力偏差可控制在4%以内。

摘要：为了模拟进气道喉道非均匀流场对超燃冲压发动机隔离段流动特性的影响,针对典型超燃冲压发动机隔离段入口流场的马赫数分布要求,设计了隔离段直连试验设备。该设备整个通道采用扩张构型,在附面层发展段的下壁面采用加圆形凸台的方法加速附面层发展,并针对该设备进行了数值模拟和冷流试验。结果表明,该直连试验设备不仅能准确模拟隔离段实际入口流场(即入射激波和非对称附面层),模拟的主流区马赫数与目标值差值在0.02以内,还解决了传统的直连试验设备存在的启动问题。试验与数值模拟结果吻合较好,验证了该直连试验设备设计方法的可行性。