射流等离子体作用下超燃冲压发动机燃烧调节方法研究

超燃冲压发动机作为大气层内高超声速飞行的最佳动力，运行可靠性和经济性强烈依赖于燃烧室内的燃烧调节，这是研究的核心问题之一。.超燃冲压发动机中往往采用有限数目喷射点的燃料注入调节方式，其不能够精细地满足发动机内复杂燃烧场的调节需求。探索新的燃烧调节自由度符合超燃冲压发动机的发展需要。本项目提出以射流等离子体作用为途径，来调制超燃冲压发动机中的燃料/空气间的燃烧过程，诱导主导燃烧区的空间位置发生改变，进而调节发动机的燃烧过程，以实现不同的燃烧模态。通过本项目的研究，理解等离子体与燃烧反应、高速流动间的耦合机理，得到射流等离子体作用下燃烧调节的途径，并验证射流等离子体作用下燃烧调节规律，为超燃冲压发动机的设计提供有益的参考。

本项目以超燃冲压发动机为对象，探索新的燃烧调节自由度以符合超燃冲压发动机的发展需要。本项目研究提出以射流等离子体作用为途径，来调制超燃冲压发动机中的燃料/空气间的燃烧过程，诱导主导燃烧区的空间位置发生改变，进而调节发动机的燃烧过程，以实现不同的燃烧模态。通过本项目的研究，搭建起大气环境中等离子体作用下CH4扩散燃烧的机理试验平台，实现了等离子体作用下CH4扩散火焰空间分布的调节，发现了等离子体激励下CH4扩散火焰传播中的非线性现象，采用拓扑学理论对此非线性现象进行了归纳，其规律可用于火焰传播的预测。在直连式超声速燃烧试验台上，以水工质射流等离子体为手段开展了Ma=2.6、 T=1516K、 p=1atm，煤油当量比0~1条件下，等离子体作用（流量= 2~4g/s，功率=0~2kW）下的燃烧试验，试验验证了射流等离子体作用下超声速燃烧的稳定强化和调节作用。