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图1.7 印度155mmSFRJ增程炮弹结构示意图
相对于西方国家，我国在对固体燃料冲压发动机（SFRJ）的研究方面起步比较晚。20世纪70年代，航天三院31所开始对SFRJ的点火和燃烧特性进行一些探索性实验研究，并在20世纪90年代末与南京理工大学合作开展了固体燃料冲压发动机在炮弹增程方面的研究。1996年，国防科技大学开始对SFRJ内流场和附面层燃烧进行理论和实验研究；2004年，国防科技大学开始对SFRJ增程炮弹开展理论和实验研究。2005年以来，南京理工大学针对小口径SFRJ增程炮弹进行一系列的数值仿真和实验研究，并且取得了一定的研究成果[13]。
综上所述，欧、美等西方国家针对SFRJ的理论研究开始较早，并且取得了丰富的理论成果和工程经验，而且一些国家已经完成了固体燃料冲压发动机在导弹和增程炮弹方面的飞行实验和装备。与西方国家相比，我国虽然也在相关方面进行了跟进研究，但是也有一些关键技术并未解决。因此，开展固体燃料冲压发动机的相关理论研究对我国国防现代化建设具有重要的意义。
2 国内外仿真实验研究现状
固体燃料冲压发动机（SFRJ）的燃烧室不仅是固体燃料的存储场所，同时也是固体燃料热解、燃气与空气掺混和燃烧的重要场所。为了节省研究的经费，而且更好的对SFRJ的燃烧室和内流场进行研究，在上个世纪的八十年代，有许多国家开始致力于固体燃料燃烧室和内流场特性的数值模拟仿真。实验研究可以提供更加直接的数据以验证设计方案的可行性和数值模拟仿真的正确性，是固体燃料冲压发动机的理论研究和设计中必不可少的关键步骤。
Netzer[14]是比较早开始对固体燃料冲压发动机的燃烧室的燃烧流动进行数值仿真研究的，他采用Jones-Launder两方程湍流模型(k-ε)和流函数-涡量燃烧模型（φ-ω），并且假设流动是二文定常亚声速流动，湍流的Lewis数不变，计算了突扩台阶回流区内的传热和传质过程，但是该模型对燃烧室压强分布的计算不够精确。
Coelho等[15]人在1998年对网格进行分区处理，采用Jones-Launder两方程湍流模型(k-ε)和混合分数-概率密度函数模型(PDF)燃烧模型，并采用Chieng和Launder提出的壁面函数法对湍流模型进行修正，此仿真结果和实验结果比较吻合。
南京理工大学的陈军等[16]在2000年对固体燃料冲压发动机的突扩燃烧室和补燃室进行了数值仿真，采用三文隐式有限体积TVD格式对N-S/Euler方程组进行求解，并得到了突扩燃烧室的流动特性随突扩面积比和入口气流速度等影响因素的变化规律。
夏强[17]在2011年使用Fluent软件，采用RSM湍流模型和EDM湍流燃烧模型，假设固体燃料PMMA的燃烧过程为两步化学反应机理，对SFRJ燃烧室内的燃烧过程和内流场进行了数值仿真，研究了影响固体燃料燃速的因素。
美国是比较早开展SFRJ的相关实验研究的国家。如图1.8所示是美国的试验装置。它主要由主路空气进气口、头部组件、突扩台阶、固体燃料、旁路进气口、补燃室和喷管组成，实验的固体燃料主要有HTPB、PMMA和含金属颗粒的贫氧推进剂等。