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推进技术2025年第05期:金属基燃料水冲压发动机地面实验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:薛鸿涵;黄利亚;张家瑞;刘子豪;肖帆;

单位:国防科技大学空天科学学院;

摘要:为了探究两种含硼固体推进剂在水冲压条件下的燃烧与推力性能,本文以跨介质飞行器水下动力装置为应用背景,设计了水冲压发动机原理样机并开展了地面实验研究。试验结果表明,发动机实现了持续稳定工作,燃烧产物沉积主要集中于进水口位置,验证了硼基水冲压发动机的可行性。四次试验中燃烧效率最高达到了86.8%,在水燃比为3.2时比冲达到了4 712.5 N·s/kg。在水燃比相近时,两种推进剂的燃烧效率均在69%左右,但推进剂Ⅱ的补燃室内存在更多沉积物,发动机比冲效率降低了13.8%。提高水燃比能提高燃烧效率和比冲,水燃比从1.75增加到3.20,燃烧效率提升了6.1%,并且还能减少燃烧产物的沉积。两种推进剂中一、二次燃烧产物中均含有碳化硼和硼酸等物质,但由于推进剂Ⅱ中Mg,Al的含量较高,其产物中能明显检测出氧化镁和铝酸镁。

关键词:固体火箭冲压发动机;;水冲压发动机;;含硼固体推进剂;;直连试验;;燃烧性能;;沉积

基金资助:国家自然科学基金(12302394);; 湖南省自然科学基金(2023JJ0635)~~