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火箭基组合动力循环(RBCC)引射模态燃烧流动研究

火箭基组合动力循环(RBCC,Rocket Based Combined Cycle)将传统的火箭发动机和吸气式发动机的优点集中组合到一个具有多种工作模态(包括引射、亚燃、超燃及火箭模态)的发动机里,在不同的飞行阶段启用不同的工作模态,因此具有大幅提高航天推进系统经济性与高效性的潜在优势,并可能发展成为下一代单级可重复使用航天器以及高超声速导弹武器的动力系统。国外RBCC研究目前已进入小型和大型整机试飞阶段。国内已制定了研究计划并正在开展,其中亚燃和超燃模态的研究取得了相当的进展,但引射模态以及模态匹配的研究还刚刚起步。作为解决RBCC启动阶段动力问题的关键技术之一的引射技术能否在RBCC引射模态获得理想的性能增强关系到能否真正发挥RBCC大幅度提高航天推进系统经济性与高效性的潜在优势。本文应用数值技术对支板式RBCC发动机,即支板火箭引射冲压组合发动机,引射模态的燃烧与流动现象进行了研究,探讨了RBCC引射模态的性能增强机理,  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

《推进技术》2016年06期
推进技术

多模态RBCC主火箭室压对引射流动燃烧影响研究

1.引言火箭冲压组合动力循环(Rocket Based Com-bined Cycle,RBCC)将传统火箭发动机较高的推重比和吸气式发动机较高的比冲优势结合在一起,成为未来天地往返运输系统的优选动力方案之一。根据不同的来流条件,选择较优的工作循环,使得发动机在爬升阶段整体性能最优。引射模态从地面零速将飞行器加速到进气道起动工作,进气道起动工作后,发动机选择性能更高的亚燃模态工作,随着飞行马赫数的进一步增大,分别工作在超燃模态和纯火箭模态,将目标送至预定轨道,完成任务后飞行器可以带动力水平降落。RBCC发动机引射模态能否稳定工作,尤其是获得高的推力增益是发挥RBCC宽任务适应性的前提,对于依靠自身动力实现水平起飞和定点返航飞行的RBCC发动机尤其重要。与亚燃和超燃阶段相比,引射模态来流冲压作用较弱,发动机工作参数匹配很难同时获得高引射比和高增压比,使得引射模态发动机性能提升难度大。虽然引射模态仅为爬升阶段经历时间较短的一个阶段,...  (本文共7页) 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

RBCC引射火箭模态性能研究

火箭基组合循环发动机(RBCC:Rocket Based Combined Cycle)是单级入轨最有潜力的动力方案之一,具有广泛的军事和民用航天应用前景,受到世界各国航天界的瞩目。引射火箭模态用于RBCC发动机起飞低速阶段,对于实现RBCC结构一体化、减轻结构重量和系统复杂度具有重要的意义。本文针对RBCC引射火箭的结构一体化和性能增强问题,对其进行了理论、数值计算以及实验研究。在理论研究方面,本文对引射火箭二次加热及热力喉道进行了研究,推导并分析了一般的管流理论,阐述了加热管流与变截面等熵管流之间的异同。结果认为,对于后体为纯扩张构型的引射火箭,不论发动机通道内的马赫数是多少,都可以通过加热(改变加热位置)代替常规几何构型所起的作用。本文还从发动机受力角度以及热力循环角度,阐述了发动机各个部件对于发动机性能的影响,说明热力喉道可以取代几何喉道,以便使引射火箭构型适应超燃冲压发动机的构型。另外还得到热力喉道取代几何喉道后对发动...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>

《飞航导弹》2013年02期
飞航导弹

RBCC高超声速飞行器粘性效应分析研究

引言20世纪90年代海湾战争中,美国空军攻击和侦察能力不足的问题非常突出,当时,人们试图将解决此问题的重点放在高空、高速和全球迅速反应、侦察、精确打击能力方面。然而,到目前为止,高超声速技术还没有取得十分令人满意的结果[1]。高超声速技术作为航空航天技术的结合点,涉及到许多学科,是诸多前沿科技的集合。高超声速技术具有很强的前瞻性、战略性与带动性。高超声速技术的发展将会对未来军事发展战略、空间技术、武器体系构建乃至整个科学技术进步产生重大的影响。高超声速流本身十分复杂,流场中存在诸如薄激波层、粘性效应、高温效应以及真实气体效应等复杂特性,这给高超声速流的研究工作带来了极大的困难,但由于高超声速技术本身在未来武器系统开发过程中所具有的重要作用,从而成为了世界各国研究探讨的热点问题之一。现代高超声速飞行器的迅速发展,对高超声速空气动力学的理论和实验技术提出了更高的要求。针对RBCC高超声速飞行器巡航级飞行过程中的粘性效应,建立有效的适...  (本文共4页) 阅读全文>>

《固体火箭技术》2010年05期
固体火箭技术

RBCC亚燃模态点火及火焰稳定研究(英文)

0 In troductionRocket has high thrust-to-weight,while ram jet hashigh specific impulse.The RocketBased Combined Cycle(RBCC)engine combines them together in an integratedpropulsion system for better performance.So RBCC en-gines can generate net thrust from sea-level-static to highMach number cond itions.The strutjet engine is one ofRBCC engine[1].From taking off to aboutMach number2.5~3.0,the engine operates as an air...  (本文共4页) 阅读全文>>

《火箭推进》2017年01期
火箭推进

RBCC发动机火箭推力增益之探讨

0引言火箭布置于RBCC发动机流道当中,先后参与火箭引射模态、火箭冲压模态及纯火箭模态工作,因此,通过优化火箭工作参数、改进冲压流道结构来实现火箭射流与冲压主流之匹配,对于提升RBCC发动机性能意义重大。20世纪60年代,美国开展了“可重复使用航天运输系统研究计划”,Martin Marietta公司、Marquardt公司试验验证了利用火箭引射产生推力增强的可行性。随后,经过一段沉寂,在20世纪90年代,受美国“先进可重复使用空间运输技术计划”驱动,RBCC发动机研究工作受到广泛重视。这一时期,Daines等开展了火箭引射模态火箭布局方式对发动机推力的影响计算研究,结果表明,与单火箭中心引射相比,模拟飞行来流Ma=0.8条件下,环形火箭布局获得了近1倍的推力增强。Lehman等采用Raman谱分析技术对DAB及SMC两种二次燃烧模式进行了试验对比研究,发现在相同二次流量及当量比条件下,DAB模式产生了更大的推力。国内西北工业大...  (本文共6页) 阅读全文>>