【摘要】：高速?zèng)_壓推進(jìn)動(dòng)能彈是一種采用固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(SFRJ)作為動(dòng)力裝置的新型近程小口徑防空動(dòng)能彈,具有飛行速度快、準(zhǔn)確度高、終點(diǎn)動(dòng)能高、威力大等優(yōu)點(diǎn)。本文以固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在小口徑防空動(dòng)能彈領(lǐng)域中的應(yīng)甩為背景,采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,開(kāi)展了對(duì)高總焓來(lái)流條件下固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)自點(diǎn)火規(guī)律的研究。在Fluent平臺(tái)上,基于二維軸對(duì)稱雷諾時(shí)均N-S方程,C2H4-空氣10組分12步化學(xué)反應(yīng)模型,自定義函數(shù)(UDF)源項(xiàng)添加及k-ω SST湍流模型,對(duì)某固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)模型的自點(diǎn)火過(guò)程進(jìn)行了非定常模擬,分析了自點(diǎn)火過(guò)程中不同階段燃燒室內(nèi)流場(chǎng)及各組分的變化情況。結(jié)果表明:SFRJ自點(diǎn)火過(guò)程可分為四個(gè)階段:能量積累階段、局部著火階段、火焰?zhèn)鞑ルA段和火焰發(fā)展階段,各階段燃燒室內(nèi)流場(chǎng)有不同的變化規(guī)律;初始火核首先出現(xiàn)在燃燒室頭部臺(tái)階后的位置;自點(diǎn)火過(guò)程中固體燃料的燃面退移速率經(jīng)歷了緩慢上升-快速上升-小幅下降并穩(wěn)定的過(guò)程。對(duì)高總焓下固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)自點(diǎn)火過(guò)程進(jìn)行了準(zhǔn)定常模擬,對(duì)比分析了成功自點(diǎn)火和未能自點(diǎn)火時(shí)的流場(chǎng)特征,對(duì)不同參數(shù)對(duì)SFRJ自點(diǎn)火性能和自點(diǎn)火工作特性的影響進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:影響發(fā)動(dòng)機(jī)能否自點(diǎn)火的關(guān)鍵是回流區(qū)頭部區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度能否滿足形成初始火核的要求;固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)存在自點(diǎn)火流量極限和來(lái)流總溫極限,來(lái)流總溫增加會(huì)減小自點(diǎn)火流量極限;增加進(jìn)氣流量,提高來(lái)流總溫,增大臺(tái)階高度,均會(huì)增大固體燃料的燃面退移速率,臺(tái)階高度對(duì)SFRJ燃燒室內(nèi)流場(chǎng)的回流區(qū)和再發(fā)展區(qū)有著相反的影響。完成了高總焓空氣來(lái)流條件下固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了不同參數(shù)下的自點(diǎn)火實(shí)驗(yàn),并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:燃燒室壓力會(huì)直接影響固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的自點(diǎn)火過(guò)程,低壓情況自點(diǎn)火可靠性不高,壓力的大小對(duì)固體燃料燃速基本沒(méi)有影響;根據(jù)進(jìn)氣流量大小的不同,發(fā)動(dòng)機(jī)工作存在穩(wěn)定燃燒、振蕩燃燒、自點(diǎn)火臨界三種狀態(tài);補(bǔ)燃室對(duì)固體燃料的燃速影響并不大;燃速隨進(jìn)氣流量和來(lái)流總溫的增大而增大。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TJ410.3
【圖文】：

——Ｈ｜？？逡逑圖１．３美國(guó)２０３ｍｍＳＦＲＪ尾翼穩(wěn)定彈逡逑２０世紀(jì)９０年代，俄羅斯三角旗設(shè)計(jì)局研制出Ｒ－７７主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)超視距空逡逑空導(dǎo)彈，彈徑為３００ｍｍ，彈長(zhǎng)為３．６ｍ，最大射程為ｌＯＯｋｍ，可掛載與多數(shù)攔截逡逑無(wú)人機(jī)和巡航導(dǎo)彈，并以卓越的作戰(zhàn)性能著稱。此后，該局又推出多個(gè)Ｒ－７７導(dǎo)逡逑彈的衍生型號(hào)。為提高射程，維姆佩爾設(shè)計(jì)局將其發(fā)動(dòng)機(jī)改成ＫＬＲＤ－ＴＴ型固體逡逑燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，射程可達(dá)Ｉ６０ｋｍ，如圖１．４所示。目前正進(jìn)行地面及飛行試驗(yàn)。逡逑＊邋＂＊＼邐邋￣￣￣￣￣邋—邐￣邋＇邋．邐－ｆｆｐ－＾逡逑圖１．４俄羅斯Ｒ－７７Ｍ－ＰＤ空空導(dǎo)彈逡逑２０世紀(jì)９０年代，瑞典國(guó)防研宄院開(kāi)始進(jìn)行不同口徑的ＳＦＲＪX棾膛詰難繡義襄�，并基又k頰嬋盞濫Ｐ停賜屏Φ扔謐枇Γ�，提畴h隋澹櫻疲遙試齔膛詰募蛞族義仙杓品椒

本文編號(hào)：2763439