高频脉冲爆震火箭发动机的试验研究

文章采取了一些提高脉冲爆震火箭发动机工作频率的措施,并在脉冲爆震火箭发动机模型上进行了一系列试验研究。试验中对脉冲爆震火箭发动机模型的推力和沿程压力进行了测量,为了提高推力测量的准确性,该研究对推力测量系统进行原住校准。试验结果表明,该模型的工作频率能够达到40Hz,校准后的推力测量结果接近理论推力。工作频率为35Hz时,爆震压力峰值超过3.4MPa,该模型校准

21 0 0年 2月

西北工业大学学报 J u l fN r we tm oye h i a ies t o ma o t se P ltc n c lUnv ri o h y

F b 2 1 e . 00 V 12 N . o. 8 o 1

第 2卷第 1 8期

高频脉冲爆震火箭发动机的试验研究 王育虔，范玮，建玲，李严传俊，开成谢 (西北工业大学动力与能源学院，陕西西安 7 07 ) 10 2

摘要：文章采取了一些提高脉冲爆震火箭发动机工作频率的措施，并在脉冲爆震火箭发动机模型上进行了一系列试验研究。试验中对脉冲爆震火箭发动机模型的推力和沿程压力进行了测量，了提为高推力测量的准确性，该研究对推力测量系统进行原住校准。试验结果表明，型的工作频率能够该模 达到 4 z校准后的推力测量结果接近理论推力。工作频率为 3 z时，震压力峰值超过 34 0H, 5H爆 . M a该模型校准后的时均推力为 4 . P, 3 9N。工作频率为 4 z, 0H时爆震压力峰值 32MP, . a该模型校准 后的时均推力为 5 0N。

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词：冲爆震，脉火箭发动机，工作频率，力测量，力校准推推文献标识码： A文章编号：0 02 5 ( 0 0 0 -1 80 10 -7 8 2 1 ) 1 1 -5 0

中图分类号： 2 1 V 3

脉冲爆震发动机是一种利用间歇式或脉冲式爆 震波产生的高温、高压燃气来获得推力的新概念发

及连接在发动机头部的供油管路和供气管路等在发

动机动架有不同程度的位移时，推力实时测量有对动机。若发动机自带氧化剂，以火箭模式工作，则不同程度的影响。为提高脉冲爆震火箭发动机推力称为脉冲爆震火箭发动机 ( u eD t ao okt测量的准确性， P l e ntnR ce s o i 本研究重新设计了发动机试验台，采 Eg e, ni )简称 P R¨。作为一种化学推进系统，用液压加载器和压电式推力传感器对推力测量系统 n D E PR D E的应用与基础研究受到广泛关注，为世界进行原位校准。成 各国研究的热点 J。试验测量结果表明， P R该 D E能够在 4 z 0H频在成功将 P R D E的工作频率提高到 3 z OH的基率下多循环稳定工作，这是我们所知迄今为止电磁础上，本文进一步采取措

施，一台内径 3 m,阀式液态燃料 P R在 0m D E达到的最高频率。 长度 80m 5 m的带电磁阀 P R D E模型上进行了旨在进一步提高 P R D E工作频率的试验研究。该模型采 用航空煤油为燃料，压缩氧气为氧化剂。由于氧气的化学活泼性，推力是衡量发动机性能的一个重要

1 P E试验装置 DR 如图 1示，D E模型由混合室、震室、所 PR爆控

指标。准确测量 P R D E脉动推力的瞬时值与平均值对评定 P R D E的性能有重要的意义。测量脉冲爆震发动机推力的方法可以分为直接测量法和间接测量

法。直接测量法就是在试车台架上利用力传感器直接测量发动机的推力；接测量法就是在发动机台间架上通过测量与发动机推力相关的物理参数，推算 发动机的推力，常用的间接测量法有推力壁压力曲线积分法、摆动法、弹簧 .系统法等 j质量。 PR D E采用动态压电式力传感器进行直接测量 时，动机试验台架的动架与静架之间的摩擦力，发以 收稿日期：081—1 2 0—21

制系统、数据采集系统、燃料供应及喷射系统组成。 PR D E模型内径 3 m,度 80m混合室的封闭 0m长 5 m,端称为推力壁，点火能量约为 5 J 0I的汽车火花塞。 l】 爆震室沿程均布的4个压电式压力传感器用于爆震压力的测量，如图 1中的位置 1到位置 4分别距离，推力壁 4 0m 50m、7 m和 60m分别 5 m、 1 m 50m 3 m(用 P、:, P、和P来标识 ) p。压力传感器信号通过电 荷放大器后，由采集仪进行数据采集，采样频率可达 2 0 k/s 0 Hz。

基金项目：国家自然科学基金( 07 04及教育部博士点基金( 09 12 10 2资助 5 96 9 ) 2 0 60 102 )

作者简介：王育虔 (9 0一)西北工业大学博士研究生， 18,主要从事脉冲爆震发动机应用基础研究。

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