2004年10月推进技术Oct12004第25卷第5期JOURNALOFPROPULSIONTECHNOLOGYVol125No15脉冲爆震火箭发动机的原理性试验X李强,张群,范玮,严传俊(西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072)摘要:阐述了脉冲爆震火箭发动机(PDRE)性能特点、结构和工作过程。采用航空煤油为燃料,氧气和压缩空气为氧化剂,分别进行了两相脉冲爆震火箭发动机原理性试验,所测得的爆震波压力接近充分发展的理想爆震波压力,说明采用煤油作为脉冲爆震火箭发动机的燃料是可行的。关键词:脉动式喷气发动机;燃料性能;爆震波试验+中图分类号:V231122文献标识码:A文章编号:100124055(2004)0520450204AnexperimentalstudyforpulsedetonationrocketengineLIQiang,ZHANGQun,FANWei,YANChuan2jun(SchoolofPowerandEnergy,NorthwesternPolytechnicUniv.,Xi’an710072,China)Abstract:Theperformancecharacteristics,structureandworkingcycleofpulsedetonationrocketengine(PDRE)wereintro2ducedfirstly.Thenusingkeroseneasfuel,oxygenandcompressedairasoxidizers,proof2of2principleexperimentsofPDREweresuc2cessfullyconducted.Theresultsshowthatthemeasureddetonationwavepressuresareclosetotheoreticalvalues.ItalsoindicatethatusingkeroseneasthefuelofPDREisfeasible.Keywords:Pulsejetengine;Fuelperformance;Detonationexperiments+的优点就是能将推进剂增压到极高的压力,而不需要1引言常规火箭发动机中既笨重又昂贵的高压涡轮泵。在脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生典型的火箭发动机中,复杂的高压涡轮泵将燃料和氧高温、高压燃气发出的冲量来产生推力的新型推进系化剂以高达130个大气压的压力压入发动机燃烧室,统,若发动机自带氧化剂,以火箭模式工作则称为脉而PDRE的喷射压力仅为它的十分之一。因此,可以冲爆震火箭发动机(PulseDetonationRocketEngine),简降低推进系统的重量、复杂性、成本及体积。同时,称PDRE[1]。PDRE推力可从零连续调节到最大值。由于PDRE的与目前常规推进系统中的爆燃波不同,PDRE中上述优点,它已成为国内外航空航天界动力研究的热的爆震波由激波后面紧跟一道燃烧波组成[2],是以高点[1～6]。超声速传播的。由于爆震波的传播速度很快,其燃烧PDRE一般由推进剂供给系统、燃料氧化剂支过程可近似认为是等容过程,因而与以等压燃烧方式管、精密流量控制阀、爆震激发和控制系统、爆震室、工作的常规火箭发动机相比,具有循环热效率高(在热保护系统和喷管组成,图1所示的是多管PDRE结压比为6时,比等压循环高30%～50%)、燃料消耗率构示意图[1]。低的特点;由于爆震波能自增压[1],故PDRE最主要X收稿日期:2003209225;修订日期:2004203215。基金项目:国家自然科学基金(50106012,50336030);教育部优秀青年教师资助计划和西北工业大学毕业设计重点扶持项目的资助。作者简介:李强(1981—),男,硕士生,研究领域为燃烧学。E2mail:liqstudy@vip1sina1com©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第25卷第5期脉冲爆震火箭发动机的原理性试验154Fig.1Pulsedetonationrocketenginecomponentoverview[1]PDRE工作循环由以下7个过程构成:(1)阀门打开,燃料2氧化剂混合物填充爆震室;(2)阀门关闭,封闭爆震室前端;(3)在爆震室封闭端点火;(4)爆燃波转变为爆震波并向开口端传播;(5)爆震波从开口端传出,膨胀波在开口端产生;(6)膨胀波向封闭端传播,排出爆震产物;(7)爆震室内压力降到填充水平,准备重新填充。2煤油P氧气爆震燃烧