煤油凝胶冲压发动机点火器设计及其试验研究(2)
4.1 点火器燃烧流动特征21
4.2 空气与煤油质量流率的影响22
4.2.1 空气质量流率的影响22
4.2.2 煤油质量流率的影响24
4.3 来流总温的影响27
结论与展望30
致 谢31
参 考 文 献32
1 绪论
凝胶煤油推进剂具有特殊的流变性能和非固非液的存在状态，在安全性能和配方组元上面较其他推进剂有不可替代的优越性。因此，备受国内外研究人员的广泛关注，可以说是未来推进剂的发展趋势之一。
1.1 凝胶煤油推进剂
1.1.1 凝胶煤油推进剂的发展历史
在上个世纪三十年代，有人在内燃机的液体燃料中添加了金属粉末（铝粉），得到了一种胶状燃料。优尔十年代，美国开始大规模的研究含硼和含镁的烃类燃料。因为凝胶推进剂的独特的优点，所以现在几乎运用于所有的领域中，但是凝胶推进剂也有其缺点。总之，凝胶推进剂的发展一般分为下面这五个阶段：
1） 研究在凝胶推进剂的配方中加入金属，主要加入对铝，硼，肼燃料。
2） 测试凝胶推进剂的性能，证明凝胶推进剂有其独特的优越性，主要是研究甲基肼凝胶和烃胶。
3） 凝胶推进剂的点火和燃烧试验，美国宇航局在凝胶推进剂的配方中加入金属粉末（铝粉），并进行点火和燃烧试验。
4） 研究纳米凝胶推进剂的应用，因为纳米凝胶推进剂的比表面积和密度很高，能够有效的提高凝胶推进剂的各种性能，因此研究纳米凝胶推进剂成为重要发展方向。
5） 金属化液氧单组元凝胶推进剂的研究，又成月球推进剂，计划在月球建设永久性基地[1]。
1.1.2 凝胶煤油推进剂的应用领域
目前，凝胶推进剂研究成果在许多方面均有应用，包括航天、军事及相关民用方面。
1）航天领域：凝胶推进剂在航天领域有着广泛的应用前景，主要是液氢和液氧凝胶推进剂一级液氧和煤油凝胶推进剂。
2）军事领域：在军事方面，凝胶推进剂因其独特的性能，可以安全的储藏、运输和使用，而且发烟量少，有利于突防和反突防，同时凝胶推进剂的密度比冲和比冲均较高。主要用于战术导弹和拦截导弹，特别是多用途战术导弹和拦截导弹。
3）民用领域：凝胶推进剂可用在航空发动机、灭火器、气体发生器等方面[1]。
1.1.3 凝胶推进剂的优缺点
凝胶推进剂作为一种新型化学推进剂，它兼具液体推进剂和固体推进剂的诸多优点，同时克服了两者的缺点。
1） 凝胶推进剂的优点：a.由于消除了晃动，便于储存，没有搬运和运输上的困难，比较安全；b.凝胶推进剂不仅密度比液体大，而且由于加入了金属添加剂，使得能量密度和装填密度也比较大；c.液氢凝胶化后，蒸发速率大大降低，减少了损失；d.凝胶推进剂相对于固体推进剂来说，没有严格的力学性能，推进剂组元选择余地更宽，性能调节范围广；e.凝胶推进剂具有很高的松弛性能，可排除因裂纹、碰撞等引起的事故；f.凝胶推进剂属于假塑性流体，具有灵活的能量可控性。
2）凝胶推进剂的缺点：a.凝胶推进剂的流变性能受环境温度影响较大，输送系统设计比较困难；b.金属化凝胶推进剂容易出现烧结现象，会影响燃烧效率；c.凝胶推进剂容易粘接在燃烧时或贮箱壁面、输送管路等地方，从而使得利用率下降；d.凝胶推进剂的成本比较高，一方面是制造成本高，另一方面是发动机结构比较复杂。
1.2 冲压发动机的研究现状