《鋁粉對固體火箭發動機燃燒穩定性綜合作用的機理研究》是依託北京理工大學，由王寧飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋁粉對固體火箭發動機燃燒穩定性綜合作用的機理研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：王寧飛
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以航天推進系統中常用的固體火箭發動機為背景，深入研究在湍流與聲場的共同作用下，鋁粉對固體火箭發動機燃燒穩定性綜合作用的機理。首先建立在旋渦結構影響下的顆粒相動力學模型，研究顆粒相與旋渦結構之間的相互作用機理；接著探討湍流區域內流場、聲場與顆粒相之間的能量輸運特性，研究在旋渦結構影響下惰性顆粒相對發動機燃燒穩定性的綜合作用；然後建立旋渦結構影響下鋁粉分布燃燒模型，研究湍流區域內流場、聲場與鋁分布燃燒放熱之間的能量輸運特性，溫度分布與壓力振盪特性，建立分布燃燒對燃燒穩定性增益項表達式；最後根據線性疊加理論，以理論計算結果為指導，探索提高發動機燃燒穩定性的有效途徑，並以裝藥點火試驗加以驗證。研究成果可為提高發動機燃燒穩定性提供理論依據，為推進劑裝藥設計與發動機結構最佳化設計提供理論依據和技術支持。
結題摘要
以航天推進系統中常用的固體火箭發動機為背景，深入研究了固體火箭發動機內的聲場特性，渦聲耦合特性以及分布燃燒特性。首先研究了固體火箭發動機內固有聲振頻率隨燃面退移的變化規律；在此基礎上開展了渦聲耦合誘發的壓力振盪特性研究，解釋了固體火箭發動機工作末期的壓力振盪機理以及壓力振盪對推力振盪的放大機理，提出了採用頭部空腔結構抑制大長徑比發動機中不穩定燃燒的工程方案；繼而研究了鋁粉分布燃燒對固體火箭發動機燃燒穩定性的影響，結果表明壓力振盪幅值隨鋁粉分布燃燒厚度呈現先增大後減小的趨勢；最後提出了一種測試含鋁複合推進劑壓力耦合回響函式的新型T型燃燒器試驗方案，測試了典型含鋁複合推進劑高壓低頻下的壓力耦合回響特性。研究成果可為提高發動機燃燒穩定性提供理論依據，為推進劑裝藥設計與發動機結構最佳化設計提供理論依據和技術支持。
