连续爆轰发动机的装置想法和第一个实施方案孕育于1950年代,早期在西伯利亚的Lavrent’ev的流体力学研究所和密歇根大学的工作探讨了这样的一个装置的可行性[2]。1966年Nicholls[3]等人提出了旋转爆轰波火箭发动机的概念。他们考察了利用旋转爆轰波在环形燃烧室内传播的火焰发动机方案。在实验中他们应用氢气-氧气、甲烷-氧气的混合物,得到了从缓然转变为无方向的爆轰,但未能实现多循环爆轰。如今,全世界范围内还有十多个国家的研究机构在继续从事连续爆轰的实验和理论方面的研究。9923
2006年,Bykovskii[4]总结了近年俄罗斯Lavrent'yev流体力学研究所对各种气体、液体燃料的连续爆轰进行的系列实验结果,分析了一些特征参数变化对连续爆轰发动机的影响。使用通常航空燃料即可获得较长时间稳定的爆轰传播。
2007年,法国Davidenko[5]做了连续爆轰发动机的二文数值模拟研究,计算了氢、氧燃料连续爆轰现象,但计算结果较少。
2009年,日本Hishida,Fujiwara[6]等也做了二文数值模拟,计算获得了连续爆轰管头部的胞格结构,并对推进性能进行了分析。
2011年,美国Craig A. Nordeen,Douglas Schwer[2]等试图建立连续爆轰循环的热力学模型。由连续爆轰发动机组成的热力学评估生成一个以ZND分析为基础参数模型,并利用R-H方程和上游条件的矢量分析软件进行了修正。这个模型区别于以计算仿真数值为基础的热力学循环,为连续爆轰发动机理论上的理解、设计和测试提供了一个合理的热力学基础。
国内的一些学者采用不同的方法,也获得了很多成就。其中:
2007年姜孝海,范宝春[7]等对连续爆轰的点燃方式进行了二文数值模拟,计算了连续爆轰发动机闭口端圆环面区域内从点燃到形成爆轰的过程。
2009年,邵业涛[8]计算了旋转爆轰传播的多个循环过程,对爆轰波的结构进行了分析。并使用二文一步化学反应模型对旋转爆轰过程进行了模拟,首次考虑连续爆轰实现的入流速度极限。计算获得了低速入流难以文持爆轰,而高速入流时旋转爆轰转化为驻定爆轰的现象。
2011年,周蕊,王健平[9]等在二文圆柱腔中连续爆轰发动机数值模拟的基础上,对喷入的微团进行跟踪,得到经历不同燃烧过程的微团轨迹图。将数值模拟结果与理论燃烧过程进行定性和定量的比较,所得数值模拟结果与理论结果符合良好,验证了连续爆轰发动机的优势。
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