首页期刊导航|推进技术
期刊信息/Journal information
推进技术
推进技术

郑日恒

月刊

1001-4055

tjjs@sina.com

010-68376141

100074

北京7208信箱26分箱

推进技术/Journal Journal of Propulsion TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国航天机电集团公司主管、该公司第三研究院第31研究所主办的全国优秀科技期刊。于1980年创刊，现为双月刊，国内外公开发行。主要刊登各类导弹、运载器和航天器动力装置在理论研究、设计、试验、生产和使用方面的学术论文、研究报告、科技动态、文献综述以及该技术在民用中的推广和应用等文章。旨在促进学术交流和科技成果向商品的转化。《推进技术》的服务对象是从事导弹、运载器和航天器动力装置研制的科学技术人员、高等院校师生及有关的科技管理人员和使用人员。
正式出版
收录年代

    氢混燃料旋流预混火焰传递函数的实验研究

    张金锋胡宏斌姜磊王偲臣...
    115-129页
    查看更多>>摘要：为测量旋流预混燃烧器的火焰传递函数并探究其火焰动态响应特性,针对声激励下甲烷/空气和甲烷/氢/空气的燃烧特性开展实验研究,掺氢比10%～60%.声激励通过双扬声器施加,频率为20～400 Hz.释热率采用光电倍增管测量火焰自发CH*荧光信号,速度脉动采用双麦克风法测量火焰面处空气速度脉动,并在燃烧室下游使用动态压力传感器采集压力脉动信号,采用数码相机记录火焰图像.实验结果表明,燃料掺氢后,火焰形态由扩张的大火焰向聚拢的短火焰过渡变化,低频激励下火焰时均结构被明显改变.不同条件下的火焰传递函数均有高增益峰和低响应谷,且具备低通和带通特性,带通频率为80～200 Hz,相位则保持线性下降.特别地,高掺氢比火焰在更高频率产生了多个高增益峰,体现了掺氢火焰的高不稳定性特征.

    声激励旋流火焰氢混燃料燃烧不稳定性火焰传递函数火焰动态响应

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    组合火焰稳定器横向喷射高温燃油液滴分布特性实验研究

    翟文辉范育新陈玉乾黄玥...
    130-141页
    查看更多>>摘要：为了研究高温高速来流中横向喷射高温燃油的喷雾液滴分布特性,本文采用光学拍摄和图像处理方法对外壁凹腔支板组合火焰稳定器下游高温燃油喷雾液滴分布开展了试验测量和粒径分析.研究结果表明,当燃油温度为373 K时,壁式凹腔区域内液滴数量最多,由壁式凹腔向试验段中心轴方向移动,液滴数量明显减少;在不同主流速度、温度和供油当量比下,稳定器下游各测试截面上不同粒径范围的液滴数量基本呈正态分布,液滴数量最多的粒径范围主要集中在26～40 μm,其次是21.88～25 μm和41～55 μm,大液滴数量很少.当燃油温度增加至473 K时,大液滴基本消失,液滴数量最多的粒径范围是21.88～25 μm,且总液滴数量很少,液相燃油大多数已经蒸发.随着主流速度、主流温度和燃油温度增加,稳定器下游各测试截面的液滴总数和索泰尔平均直径(SMD)均降低;与之相反,供油当量比增加时,各测试截面的液滴总数和SMD则略微上升.其中,提高燃油温度和主流速度时,SMD下降速度大于提高主流温度的结果,不过当主流速度超过100 m/s后大液滴数量减少,导致SMD的下降变缓.此外,从30～60 mm截面时,燃油喷雾的SMD下降幅度较小;从60～90 mm时,则快速下降.

    一体化火焰稳定器横向射流高温油雾液滴尺寸液滴数目索泰尔平均直径

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    壁面嵌入式凹槽用于圆燃烧室的初步实验研究

    王洪亮王铁军任虎
    142-149页
    查看更多>>摘要：为了探索壁面嵌入式凹槽在圆截面燃烧室的适用性,在模拟来流马赫数6.5,燃烧室入口马赫数3.1,总温1 660 K条件下,以液态煤油为燃料,开展了带壁面嵌入式凹槽的圆截面直连式燃烧室点火、燃烧实验,使用聚焦拍摄技术获得燃烧室内点火及火焰维持与传播等流场信息,分析了煤油当量比(ER)、凹槽扇角(θ)、煤油喷注位置变化对煤油点火、火焰维持及火焰传播的影响特性,与传统全圆周凹槽进行了对比.通过实验可以得到以下结论:(1)在壁面嵌入式凹槽底壁喷注煤油,不同θ及ER条件下均可点火,但点火及火焰维持能力有差异.(2)在壁面嵌入式凹槽上游喷注煤油时,不同θ条件下均可实现稳定燃烧.(3)相同θ条件下,从壁面嵌入式凹槽上游喷注时煤油燃烧效果更好.当前研究结果显示,壁面嵌入式凹槽应用于圆截面超声速燃烧室具有一定潜力,但还需要进行优化与改进并开展实验验证.

    超声速燃烧室壁面嵌入式凹槽圆燃烧室聚焦拍摄点火

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    弱旋预混火焰中热声振荡多模态转换的实验与模拟研究

    陆世康季晨振王萌铭潘登...
    150-162页
    查看更多>>摘要：为研究弱旋预混火焰在当量比变化过程中热声不稳定的频率迁移、模态转换特征及内在机理,通过傅里叶变换、相空间重构、OH*时序及平均火焰图像等方法对实验中出现的极限环、拍振、间歇性振荡等典型燃烧不稳定状态进行分析;结合低阶热声网络与n-τ模型,对热声振荡过程中发生的模态转换现象进行模拟,其中延迟时间τ使用了对流延迟时间进行近似,其基于未燃混合物长度计算得到.实验结果表明,在当量比φ=0.5～0.7内,随着当量比的增加,一阶振荡频率向更高频率迁移;在φ=0.8时,振荡主频从一阶模态转换到二阶模态;φ=0.9～1.2内,一阶振荡频率降低,变化幅度最高达41.48%;并且当φ=1.1时,振荡主频从二阶模态转换回一阶模态;在整个当量比区间内,二阶振荡频率变化幅度小于5%.计算结果显示,振荡频率的预测值与实验值整体吻合良好,尤其是当φ=0.8时,二阶频率的增长率大于一阶频率的增长率,对应实验中发生的一阶模态到二阶模态的转换.同时在部分工况下,预测的振荡频率与实验值也有偏移,其原因是增益的增加导致偏离增大,一阶频率的最大误差为26.4%,二阶频率的最大误差小于12%.本研究表明,对流延迟时间与振荡主频的分布存在反比关系,对流延迟时间的缩短会使得一阶频率向高频迁移,过程中振荡模态会由一阶转换到二阶模态.

    燃气轮机燃烧室燃烧不稳定热声振荡热声耦合对流延迟时间低阶热声网络模态转换

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    再生冷却并联通道流动与换热特性研究

    琚印超刘小勇徐国强董苯思...
    163-171页
    查看更多>>摘要：由于碳氢燃料的高温特性复杂,对多变工况下尤其是高热质比情况下并联通道结构长期工作过程的研究尚未系统开展.本文采用典型发动机并联通道结构开展相关高温燃料传热及流动特性研究.通过数值模拟和系统的实验验证,获得了典型工况下并联通道的流动和传热特性,初步确立了高精度计算方法的有效性.已知再生冷却发动机热态启动所需的稳定时间约为50 s,并联通道结构的流阻随着当量比的增大先增大后减小,在当量比0.5～0.8内存在一个流阻峰值.这主要是并联通道中燃料的高温物性、流速和压力的耦合作用造成的.同时也得到了一些高热质比条件下并联通道的冷却和传热特性,掌握了提高表面粗糙度实现强化传热等影响并联通道传热的主要因素.实验中在当量比低于0.9时,能明显观察到局部传热强化和恶化的现象,局部结构温升超过200℃,存在结构破坏的风险,需要在结构设计中充分考虑高热质比条件下长时间并联通道结构的可靠性.

    再生冷却换热流阻发动机并联通道

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于空气幕冷却的涡轮端壁改进冷却结构的高温数值验证

    蔡海扬吴航杨星丰镇平...
    172-183页
    查看更多>>摘要：叶栅端壁是航空发动机高压涡轮中流动结构与传热冷却特征最为复杂的区域之一.为提高采用轴向气膜冷却孔布局的原型涡轮端壁的综合冷却性能,本文依据各区域的流场结构和热负荷特性有针对性地进行局部高效气膜冷却强化设计,包括应用端壁通道进口空气幕冷却、扇形气膜孔以及等马赫数线优化布局等方法,使得冷气可以克服横流和二次流的影响,冷气附壁性和覆盖面积大幅提升.本文采用数值模拟方法在某型航空发动机高压涡轮真实进口条件下,验证了端壁改进冷却设计的耦合换热特性.与端壁原型冷却设计相比,在相同冷气消耗量下,端壁改进冷却设计在涡轮真实平均进口温度2 150 K下实现了更低且更均匀的金属温度分布,有效消除了原型冷却设计中存在的局部高温热斑,端壁面积平均综合冷却有效度提升了14.2%.叶栅气动分析表明,端壁改进冷却设计还可以降低叶栅出口总压损失,改善叶栅气动性能.冷气流线分布规律表明,空气幕冷却在端壁应用中表现出良好的冷却性能;当空气幕冷气吹风比达到1.85时,可以克服端壁附近涡系的影响而达到尾缘区域形成冷却,并削弱二次流对压力面侧气膜冷却的不利影响;但当空气幕冷气吹风比达到2.12时则会由于过大的射流动量而脱离端壁表面,从而损失部分冷却效果,因此需要合理分配冷气用量.

    涡轮端壁耦合换热气膜冷却空气幕冷却综合冷却有效度

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    喷气燃料低温流动性能实验研究

    姚传奇游岳陈雪娇赵杰...
    184-195页
    查看更多>>摘要：为了能够获得并定量评定喷气燃料的低温流动性能,通过模拟飞机等飞行器燃油系统在低温环境中的结晶过程,建立了一套喷气燃料低温流动性能评价装置,对我国五种不同工艺生产的喷气燃料低温流动性能开展了实验研究.研究发现,当环境与冷板温度低于燃料冰点0～2℃时,在靠近冷板壁面处开始出现结晶,结晶后模拟油箱两端压差并不一定明显增大,喷气燃料低温流动性能受低温液相流动和燃料结晶双效应综合影响.在此基础之上,提出了一个评价喷气燃料低温流动性能的无量纲准则数f.通过分析该无量纲数和实验数据表明,随着f值的增大,喷气燃料的低温流动性能变差,该无量纲数可以对本文所研究的不同来源的喷气燃料低温流动性能进行定量分析和准确评价,分析得到f扩展不确定度为4.40%.

    喷气燃料低温流动性结晶无量纲准则数评价方法

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    固化降温对复杂装药燃面退移过程中力学响应的影响研究

    张艺仪何允钦李文韬梁国柱...
    196-206页
    查看更多>>摘要：固体推进剂的力学性能是固体火箭发动机研制的关键问题之一,为了探究三维复杂装药在燃面退移过程中的力学响应以及固化降温对药柱力学性能的影响,对药柱处于固化降温阶段和燃面退移阶段的本构模型进行了耦合推导,采用实体造型法燃面退移技术耦合结构分析,充分利用商业有限元软件的参数化建模、预处理、后处理能力,得到了复杂装药在多个物理过程耦合下的力学响应.计算结果表明,某型固体火箭发动机从零应力温度(75℃)降温到20℃造成的应力应变场对燃面退移过程中药柱的力学响应影响显著,最大应力会增加93.2%,最大应变会增加83.5%.燃面退移过程中,药柱应力应变的最大值随燃烧时间呈整体下降趋势,但会受内弹道性能和结构变化共同影响出现波动.考虑固化降温的最大应力、应变曲线分别比不考虑固化降温的曲线平均高出58.8%,65.2%.总体而言,燃烧过程中药柱的力学响应会受燃面拓扑结构影响,固化降温的影响使燃面退移过程中的应力应变始终大于不考虑固化降温的情形.

    固体推进剂粘弹性力学固化降温燃面退移装药

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于分块交叉信赖域法的航空发动机部件级模型精修方法研究

    张书博郑前钢陈铖张海波...
    207-218页
    查看更多>>摘要：为了解决传统修模方法易陷入局部最优的问题,提出了一种基于分块交叉信赖域法的航空发动机部件级模型精修方法.该方法首先通过修正函数法进行粗略地缩放,解决原始通用特性图与其真实特性差距较大的问题.在此基础上,采用特性图分块策略,利用试车稳态点数据对特性图进行局部修正,并进一步提出交叉信赖域方法求得其局部区域的修模参数空间,以实现在不同发动机状态下适应性调节优化空间.最后,引入对不同修正区域选取特定的优化空间,避免了单一优化区间带来的局部最优问题.仿真结果表明,相比于传统的修正函数法,本文提出的方法可以使模型各个稳态工况点平均误差从1.13%降低到了0.51%左右,平均精度提升了54%,显著提高了航空发动机数学模型的精度.

    航空发动机涡扇部件级模型修正函数法特性图修正函数法

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于改进布谷鸟搜索算法的压气机特性曲线预测

    王巍李哲刘祎阳姜孝谟...
    219-227页
    查看更多>>摘要：为了提高压气机特性曲线的预测精度和边界工况点的泛化能力,本文提出了一种改进布谷鸟搜索算法优化BP(ICS-BP)的模型,应用于某轴流压气机流量-压比特性预测方法研究,并对比分析了采用传统BP、遗传算法优化BP(GA-BP)、布谷鸟搜索算法优化BP(CS-BP)、径向基函数神经网络(RBF)、极限学习机(ELM)、自优化支持向量机(MSVM)和ICS-BP模型的预测结果.分析显示,ICS-BP模型整体预测结果的相对误差最小,普遍在±1%以内,评价指标展现出最高的精度和鲁棒性,预测结果具有最佳的泛化能力,且优化后的模型解决BP易陷入局部最优的问题;ELM和RBF模型运行速度较快的情况下依然具有良好的整体预测精度,但对于边界工况点预测效果欠佳,适用于对时间成本要求高的场景.针对7F重型燃气轮机和NASA74A型号压气机特性曲线,通过ICS-BP模型预测的压比特性精度较高,整体预测结果的平均绝对百分误差分别为1.129%和0.590%,进一步验证了其在特性预测方面的优势.

    压气机特性曲线预测改进布谷鸟搜索算法神经网络泛化能力

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据