爆震组合循环发动机研究导论PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 爆震推进应用的三种基本形式 1

1.1.1 脉冲爆震发动机 1

1.1.2 驻定爆震发动机 15

1.1.3 旋转爆震发动机 18

1.2 爆震组合循环发动机概念介绍 22

1.3 本书主要内容介绍 23

第2章 发展高性能脉冲爆震火箭发动机的实验研究 25

2.1 高频脉冲爆震火箭发动机的实验探索 25

2.1.1 实现脉冲爆震火箭发动机高频运行的关键技术 25

2.1.2 极限工作频率 32

2.1.3 进一步提高频率的设计方案 34

2.2 螺旋凹槽作为爆震增强装置 40

2.3 基于主动冷却的燃油加温技术 44

2.3.1 原理及技术简介 44

2.3.2 实验装置及方法 45

2.3.3 主动冷却技术对脉冲爆震火箭发动机性能的影响 46

2.3.4 结论 56

2.4 脉冲爆震火箭发动机性能调节规律研究 56

2.4.1 瞬时推力测量 57

2.4.2 脉动流量测量 61

2.4.3 填充分数随工作频率的变化 62

2.4.4 平均推力随工作频率的变化 63

2.4.5 平均推力随填充分数的变化 65

2.4.6 可爆混合物比冲随工作频率的变化 65

2.4.7 可爆混合物比冲随填充分数的变化 66

2.5 尾喷管构型的实验研究 67

2.5.1 引 言 67

2.5.2 研究方法及实验装置 70

2.5.3 实验结果及分析 72

2.5.4 小结 80

2.6 多分支管脉冲爆震火箭发动机的实验研究 80

2.6.1 转折角度对于爆震波强度的影响 82

2.6.2 分支管数目对于爆震波强度的影响 84

2.6.3 各种构型的平均推力比较 85

2.7 小结 87

第3章 脉冲爆震火箭发动机多循环工作过程数值仿真 89

3.1 准一维模型和数值方法 89

3.1.1 控制方程 89

3.1.2 Strang算子分裂 90

3.1.3 空间离散 90

3.1.4 时间离散 92

3.1.5 化学源项处理 92

3.2 参数选择及程序验证 92

3.2.1 参数选择 92

3.2.2 一维爆震波 93

3.3 物理模型和数值方法 96

3.4 直爆震管流动特性和性能 97

3.4.1 流动特性 97

3.4.2 占空比的影响 99

3.5 收敛扩张喷管对流动和性能的影响 103

3.5.1 流动特性 104

3.5.2 占空比的影响 105

3.6 收敛喷管对流动和性能的影响 109

3.6.1 流动特性 110

3.6.2 占空比的影响 111

3.7 扩张喷管对流动和性能的影响 114

3.7.1 流动特性 114

3.7.2 占空比的影响 115

3.8 小结 118

第4章 基于等容循环的脉冲爆震火箭发动机性能分析 120

4.1 各种性能估算分析模型简介 120

4.1.1 基于热力循环分析方法的零维模型 120

4.1.2 基于推力壁压力积分法的性能分析模型 121

4.1.3 基于一维非定常特征线理论的性能分析模型 122

4.1.4 等容循环分析模型 122

4.2 基于等容循环模型的性能计算 123

4.2.1 等容循环模型 124

4.2.2 性能计算过程 125

4.2.3 结果与分析 131

4.3 基于等容模型的脉冲爆震火箭发动机尾喷管分析和设计 147

4.3.1 分析方法 147

4.3.2 结果和讨论 149

4.4 小结 157

第5章 脉冲爆震火箭发动机引射模态的实验研究 159

5.1 引言 159

5.2 非稳态引射器结构设计对增推效果的影响 159

5.2.1 实验装置 160

5.2.2 实验方法 162

5.2.3 实验结果及分析 163

5.3 工作频率对引射器增推效果的影响 168

5.3.1 实验装置 168

5.3.2 实验结果及分析 169

5.3.3 小结 174

5.4 引射器内二次爆震的实验探索 175

5.4.1 实验装置 175

5.4.2 实验过程和分析 176

5.4.3 二次爆震实验 180

5.5 小结 183

第6章 脉冲正爆震波发动机理论分析 185

6.1 引言 185

6.1.1 脉冲正爆震波发动机相关理论和数值研究 185

6.1.2 脉冲正爆震波发动机相关实验研究 187

6.2 滞止的Hugoniot方程 190

6.3 沿Hugoniot曲线的熵变 193

6.3.1 稳态正爆震与稳态爆燃 193

6.3.2 脉冲正爆震波发动机与亚燃冲压发动机 195

6.3.3 脉冲正爆震波发动机与超燃冲压发动机 197

6.4 脉冲正爆震波发动机的优势飞行马赫数范围 198

6.5 出口条件的影响 199

6.6 小结 201

第7章 斜爆震发动机的性能分析 202

7.1 引言 202

7.2 数学模型 202

7.2.1 斜激波 203

7.2.2 燃料混合 203

7.2.3 爆震波后气流偏转和喷管内等熵膨胀 204

7.2.4 斜爆震波发动机的性能计算 204

7.3 斜爆震发动机性能计算的结果分析 205

7.4 斜爆震波发动机和超燃冲压发动机的性能对比 209

7.5 小结 212

第8章 超声速流中爆震起始与传播的数值模拟 213

8.1 控制方程和数值方法 213

8.1.1 二维多组分欧拉方程 213

8.1.2 多组分理想气体状态方程 214

8.1.3 化学反应速率表示 215

8.1.4 Strang算子分裂法 216

8.1.5 非定常流的双时间步长法 216

8.1.6 化学反应源项的处理 217

8.1.7 控制方程的空间离散 217

8.1.8 控制方程的时间离散 219

8.2 计算模型和初始条件 220

8.3 爆震室进口马赫数的影响 221

8.3.1 爆震室进口马赫数1.5 221

8.3.2 爆震室进口马赫数2.5 224

8.3.3 爆震室进口马赫数3.5 227

8.3.4 爆震室进口马赫数5.0 230

8.3.5 爆震室进口马赫数6.0 231

8.3.6 不同爆震室进口马赫数结果的对比 233

8.4 爆震室收敛角度的影响 236

8.5 爆震室收敛段长度的影响 238

8.6 小结 240

参考文献 242

附录 258