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推进技术2025年第02期:燃烧室减速熄火条件下滑动弧等离子体对火焰演化的影响

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作者:侯豪豪;陈一;屈美娇;吴云;胡长淮;许书英;王宇;陈威;

单位:西安工程大学机电工程学院;航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室;西安交通大学机械工程学院;空军工程大学航空工程学院;西安交通大学航天航空学院;

摘要:飞行器在空中大机动和急加减速时,航空发动机燃烧室油气比骤变,某些瞬间会跨越油气比极限,导致稳焰困难,面临熄火风险。针对上述问题,本文提出在燃烧室头部施加滑动弧放电激励,通过等离子体助燃技术改善燃烧室减速熄火特性,基于单头部模型燃烧室,研究了不同减油速率下滑动弧等离子体对火焰演化的影响规律。结果表明,施加等离子体助燃能降低脱体火焰距离,将火焰维持在头部附近,以及抑制火焰的衰减速率。在减油速率为8 g/s2条件下,施加等离子体助燃后,脱体火焰距离从63.1 mm缩短至24.8 mm;在燃烧室临近熄火状态下,施加等离子体助燃后火焰质心会向燃烧室头部方向移动,在减油速率为8 g/s2条件下,施加等离子体助燃后火焰质心向燃烧室头部方向移动41.7 mm;另一方面,减油速率为2 g/s~2时,施加等离子体助燃使得火焰最大衰减速率降低9.2%。

关键词:航空发动机燃烧室;;等离子体助燃;;滑动弧等离子体;;减速熄火;;火焰演化

基金资助:陕西省博士后基金(2023BSHEDZZ56)~~