火箭冲压组合循环多模态燃烧过程

目录 第1章绪论1 1.1RBCC发动机简介2 1.1.1RBCC发动机工作过程2 1.1.2RBCC发动机关键技术3 1.1.3RBCC发动机工程应用价值5 1.2RBCC发动机技术工程研制历程5 1.2.1美国6 1.2.2日本14 1.2.3欧洲15 1.3RBCC发动机宽域混合燃烧技术研究进展16 1.3.1RBCC发动机引射模态混合燃烧技术研究16 1.3.2RBCC发动机冲压模态混合燃烧技术研究28 1.3.3RBCC发动机火箭模态工作特点37 1.3.4RBCC发动机模态转换技术研究38 1.4本书内容简介39 参考文献40 第2章RBCC发动机热力学分析53 2.1掺混后燃烧（DAB）模式热力学分析53 2.1.1DAB模式热力学循环分析54 2.1.2DAB模式分析模型56 2.1.3DAB模式参数化分析61 2.1.4管径与火箭流量特性分析70 2.2即时掺混燃烧（SMC）模式热力学分析74 2.2.1SMC模式热力学循环分析75 2.2.2SMC模式分析模型75 2.2.3SMC模式参数化研究78 2.3冲压燃烧模态热力学分析85 2.3.1RBCC发动机冲压模态性能特点86 2.3.2RBCC发动机冲压模态燃烧计算模型87 2.3.3RBCC发动机冲压模态燃烧特性研究95 2.3.4RBCC发动机推力特性分析106 2.3.5RBCC发动机冲压模态宽速域特性分析112 2.4RBCC发动机燃烧模式选择119 2.5本章小结121 参考文献122 第3章RBCC发动机引射模态混合过程124 3.1RBCC发动机混合层理论分析124 3.2RBCC发动机关键参数对的混合层掺混特性的影响130 3.2.1火箭一次流膨胀情况对掺混过程的影响130 3.2.2对流马赫数对掺混过程的影响152 3.3RBCC发动机高温差混合层流动掺混特性160 3.3.1高温差亚/超混合层流动掺混特性160 3.3.2高温差超/超混合层流动掺混特性164 3.3.3高温差混合层掺混机制总结168 3.4引射模态混合增强方法169 3.4.1收缩扩张型流道混合增强方法研究169 3.4.2壁面凹腔流道混合增强方法研究174 3.5本章小结180 参考文献180 第4章掺混后燃烧（DAB）模式混合燃烧过程182 4.1DAB模式的推力特性182 4.1.1DAB模式的实验方法182 4.1.2DAB模式的实验结果与分析187 4.2DAB模式的混合增压特性195 4.2.1混合室内的混合增压特性实验研究195 4.2.2DAB混合增压过程参数化数值研究200 4.3非均匀混合气在扩张段中的流动特性218 4.3.1非均匀混合气体的计算模型219 4.3.2入口参数分布对流动特性的影响221 4.3.3不同背压对流动特性的影响227 4.3.4非均匀气流在扩张段中的流动机制229 4.4本章小结229 参考文献230 5章即时掺混燃烧（SMC）模式混合燃烧过程232 5.1SMC模式的推力特性232 5.1.1SMC模式的试验方法232 5.1.2SMC模式的实验结果与分析235 5.2SMC模式二次补燃和出口面积影响特性239 5.2.1二次补燃对SMC模式总体性能的影响239 5.2.2出口面积对SMC模式总体性能的影响243 5.3SMC模式的混合燃烧过程参数化数值仿真244 5.3.1SMC模式基准工况的仿真流场分析244 5.3.2气动参数对SMC模式性能的影响246 5.4本章小结251 参考文献251 第6章RBCC发动机冲压模态燃烧组织过程253 6.1冲压模态燃烧组织过程实验系统253 6.1.1冲压模态直连式实验系统253 6.1.2基于凹腔和火箭底部的冲压燃烧室254 6.1.3基于火箭底部和激波发生器的冲压燃烧室255 6.1.4流动/燃烧诊断系统257 6.2复杂波系作用下的凹腔点火与火焰稳定机理259 6.2.1凹腔动态点火过程259 6.2.2凹腔点火过程分析264 6.2.3典型凹腔火焰稳定模式268 6.2.4基于无监督学习的火焰稳定模式分析272 6.2.5凹腔燃烧不稳定性分析278 6.3引射火箭底部回流区火焰稳定与增强方法280 6.3.1引射火箭底部回流区的自点火、吹熄和火焰稳定280 6.3.2基于激波发生器的火焰稳定增强方法287 6.3.3激波发生器阻塞比对火焰稳定模式的影响293 6.3.4激波发生器位置对火焰稳定模式的影响295 6.4凹腔与引射火箭底部回流区协同火焰稳定303 6.4.1凹腔与引射火箭尾迹区无反应流场特征303 6.4.2凹腔与引射火箭尾迹区中的动态点火过程304 6.4.3凹腔与引射火箭尾迹区协同火焰稳定机制分析306 6.5低动压条件下凹腔点火及火焰稳定特性315 6.5.1低动压弹道下冲压发动机燃烧特性分析315 6.5.2不同动压弹道下的火焰稳定特性对比分析319 6.5.3极低动压弹道下的燃烧特性323 6.6本章小结328 参考文献329 第7章RBCC发动机燃烧技术展望332