由于推进系统微小型化技术发展以及脉冲爆震发动机本身潜在的优势,微小型脉冲爆震发动机(Small-scale Pulse Detonation Engine, SPDE)技术成为了该领域一个新的热门研究方向。本项目建立微小型脉冲爆震发动机的实验系统,进行气动阀设计,改善燃油雾化、掺混, 改善点火性能, 强化燃烧等SPDE关键技术的研究。设计了管径19mm, 24mm 和29 mm液态燃料的SPDE,研究不同点火频率下不同纵向尺寸的爆震管内火焰传播,加速以及向爆震转捩的机制。成功的开展了SPDE关键技术研究并建立了实验和数值相结合的微小型化研究方法。揭示了微小型爆震管内两相DDT机理,包括低速反应压缩段;高速反应激波段;主激波向过爆转变阶段;过爆衰减阶段以及稳定或接近稳定爆震波阶段的参数特性。相同的径向尺寸下,纵向尺寸越长,SPDE的最佳工作频率在增加;径向尺寸减小,平均峰值压力减小,点火延迟时间和DDT时间也在减小,同时DDT 距离与爆震波特征长度的比值也在减小。实现了临界管径液态燃料SPDE的高频运转,工作频率达77Hz;实现频率99Hz的SPDE稳定点火和产生低速爆震。
英文主题词microminiaturization,;micro-propulsion systems;critical diameter;DDT;detonation