超燃冲压发动机风洞试验技术

　吸气式高超声速飞行器具有直接从大气中吸取氧气而不需携带氧化剂的特点，可降低空中运输费用，提高有效载荷量，重复使用，特别适宜在大气层或跨大气层中长时间续航飞行，具有远程快速响应、大机动性、大生存概率和自由进入空间的潜在优势。吸气式高超声速飞行器还可衍生出包括高超声速巡航导弹、高超声速无人机、高超声速飞机和空天飞机在内的多种新型飞行器，具有很强前瞻性、战略型和带动性，对未来军事发展战略、空间技术、武器系统的构建乃至整个科学技术的进步都会产生重大影响。因此，吸气式高超声速飞行器作为一种高速、高机动的临近空间飞行器被世界各国广泛关注，是国内外军事强国研究热点。美国、俄罗斯等军事强国均致力于吸气式高超声速飞行器的研制工作。
　　在乐嘉陵院士带领下，中国空气动力研究与发展中心（CARDC）从1996年开始开展吸气式高超声速技术研究，形成了具有中国特色的高超声速飞行器设计一试验一评估综合研究体系。在风洞试验设备方面，拥有从引导型脉冲燃烧风洞到大型脉冲燃烧风洞群及配套的测量手段，具有多座国内□□的风洞试验设备，包括流量1~10kg/s氢氧燃烧加热直连式试验设备、咖600mm脉冲燃烧风洞、φ600mm高温高超声速风洞、大尺度脉冲燃烧高温高超声速风洞以及变马赫数高超声速高温风洞。在试验技术方面，取得在□□上首次实现超燃冲压发动机煤油自点火稳定燃烧，在国内首次用风洞试验验证飞行器获得正推力等重大技术突破。为加快我国吸气式高超声速技术从跟跑向并跑、□□发展做出了应有贡献。
　　空气动力学是吸气式高超声速技术的五大关键技术之一。众所周知，风洞试验、数值计算、飞行试验是解决空气动力学问题的三大手段。其中飞行试验主要用于飞行器设计方法验证。40多年以来，数值计算取得了长足发展，风洞试验量大大降低。但是，从风洞试验获取数据仍然十分重要和关键，且不能被其他手段替代。为了减少研制风险，开展大量风洞试验研究，准确预测高超声速飞行器的气动／推进性能，验证相关技术的可实现性，既是空气动力学研究的首要目标，也是风洞试验的主要任务。
　　本书旨在向从事超燃冲压发动机风洞试验的工程技术人员讲授脉冲燃烧风洞试验的基本理论、介绍超燃冲压发动机风洞试验的基本设备以及相关的试验技术、讲述前人解决空气动力学问题的基本知识和技能，引导读者从基本理论出发，熟悉超燃冲压发动机风洞试验的目的、流程及试验设备，掌握超燃冲压发动机风洞试验的方法，同时，通过所提供的典型试验数据使读者对超燃冲压发动机风洞试验特性有一个较为全面的了解，以便他们能有效地应用上述技术解决工程中的各种问题，引导他们去发现新现象、新问题，并寻求解决这些问题的新技术、新方法，创造吸气式高超声速流体动力性能研究的新水平、新高度。考虑到内容的系统性和篇幅限制，本书主要以模拟准则、风洞设计、风洞试验方法和典型试验为主线介绍超燃冲压发动机风洞试验技术，但所述内容对其他吸气式高超声速飞行器的风洞试验同样适用。
　　全书共分9章，□□章简要介绍了超燃冲压发动机发展情况；第2章介绍了超燃冲压发动机风洞试验所涉及的基本理论及相似准则；第3章介绍了常用超燃冲压发动机风洞试验设备；第4章和第5章分别叙述了两类主要开展超燃冲压发动机风洞试验的设备及其设计，即脉冲式和暂冲式燃烧加热高温高超声速风洞设计；第6章主要介绍了常用的几种超燃冲压发动机风洞试验；第7章主要介绍了超燃冲压发动机风洞试验测试技术；第8章则是典型试验及其结果；第9章简要介绍了超燃冲压发动机风洞试验技术发展与展望。
　　本书是由乐嘉陵院士指导、中国空气动力研究与发展中心组织，联合中国科技大学相关专家共同完成的。刘伟雄任主编，吴颖川、王泽江、毛雄兵任副主编：邢建文、何粲、张顺平编写了□□章；王泽江、毛雄兵、杨基明编写了第2章；毛雄兵、邢建文编写了第3章；毛雄兵编写了第4章；王振锋、毛雄兵、李向东、蒲旭阳、蒋劲编写了第5章；第6章内容涉及谭宇、毛雄兵、余安远、李宏斌、任虎、王西耀、杨大伟、王泽江、林其等多年的工作成果；伍军、于时恩、任虎、王铁军编写了第7章；谭宇、余安远、李宏斌、任虎、杨大伟编写了第8章；黄生洪编写了第9章；全书由王泽江、毛雄兵审查。裴崇志作为编写组秘书，承担了大量的工作。
　　本书编写过程中，得到了中国空气动力研究与发展中心领导、机关和同仁们的鼓励和指导，以及出版社的大力支持，并参考了大量国内外文献。在此，谨向各位领导、同仁及文献作者表示衷心感谢。
　　由于作者的技术水平和工作经验有限，时间紧迫，书中内容难免存在不妥和疏漏之处，敬请广大读者和同行批评指正。