● 摘要
超声速燃烧冲压发动机以其良好的性能和经济性将成为未来的高超声速飞行器的主要动力装置，美国、俄罗斯、法国、德国等世界航空航天强国均对此便现出浓厚的兴趣。但目前由于对超声速燃烧的机理还未有充分的了解，因而使该技术的实际应用受到了限制。为了解决这个问题，超声速燃烧试验是一个重要的手段，本文所有的工作都针对超声速燃烧的试验研究而展开。论文的研究内容可分为三个部分。第一部分应用冲量分析法原理编制超燃燃烧室内燃烧流动的计算软件，其中之一用于处理超声速燃烧实验中所获得的压力测量数据，通过对压力数据的处理计算出燃烧室诸如温度、马赫数等流动参数，从而了解燃烧室内的燃烧流动情况，以便对其分析；另一个软件用于分析给定的燃烧室性能，在设定放热规律的情况下对燃烧流动进行模拟计算，以便对燃烧室进行改进，满足设计要求。经过与实验数据的对比，该软件能够较好的模拟超燃燃烧室内的燃烧流动。第二部分设计了一个二维超声速冲压发动机燃烧室，为平直段与单边扩张段相结合的四段结构，在进行燃烧试验时，既可以采用四段结构，也可以采用其中的三段结构，可以进行单点点火，也可以多点点火。燃烧室结构布局合理，零部件互换性好，经济适用。第三部分是利用所编制的燃烧室性能分析软件对所设计的燃烧室进行了性能计算，共计算了不同入口马赫数、不同燃烧室构型等的八种工况，对比分析了其性能。最后对燃烧室多点加热方式进行了讨论，在相同油气当量比的情况下，加热方案不同，所得到的燃烧室性能有一定差异，为实际燃烧室供油方案的设计提供参考。