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推进技术2025年第12期:肼类燃料与四氧化二氮推进剂燃烧反应动力学机理研究进展

来源:期刊VIP网 时间:


作者:阮珊珊;牛洁;张禹;张鹏;

单位:香港城市大学机械工程系;航天推进技术研究院;上海空间推进研究所;香港城市大学深圳研究院;

摘要:肼(N_2H_4)、一甲基肼(CH_3NHNH_2,简称MMH)和偏二甲肼((CH_3)_2NNH_2,简称UDMH)与四氧化二氮(N_2O_4,简称NTO)组成的双组元推进剂因其优异的自燃特性而被广泛应用于航天推进系统。然而,该体系的燃烧过程涉及气相、液相及气液耦合等多阶段反应机理,其本质规律尚未完全阐明。现有研究已较系统地揭示了N_2H_4和MMH在气相与液相条件下的反应路径,阐明了氢提取与加成链式反应中关键中间体(如N_2H_3,NH_2NHNO_2,CH_2NH_2等)的生成及反应速率,但UDMH相关机理及其劣化产物对燃烧性能的影响仍研究不足。本文综述了近年来在理论计算、实验研究和数值模拟方面的主要进展,对比了不同体系在气相与液相机理上的共性与差异,并指出现有模型在速率常数精度、相间耦合机制以及简化模型在计算流体力学(CFD)中的适用性等方面仍存在不足。未来研究需结合高精度实验、量子化学计算与多尺度建模,发展兼顾精度与效率的多层次动力学模型。

关键词:双组元推进剂;;肼;;一甲基肼;;偏二甲肼;;四氧化二氮;;反应动力学机理;;综述

基金资助:国家自然科学基金(52176134);; APRC—香港城市大学中央新研究计划/基础设施支持(9610601)~~