强激光与粒子束
2021, 33(7): 071006
对影响冷气流引射式小型DF激光器紧凑度的主要因素进行了分析, 以功率-气源体积比作为评价紧凑度的指标, 在多种参数条件下对功率-气源体积比进行了计算, 结果表明, 随着激光器喷管列阵质量流面密度的增加, 功率-气源体积比先增大后减小, 并在喷管列阵质量流面密度约为3.3 g·s-1·cm-2时取得最大值; 在激光尾气参数相同的情况下, 提高引射喷管总压可获得更大的功率- 气源体积比, 但随着引射喷管总压的提高, 引射喷管总压对功率-气源体积比的影响逐渐减弱; 与氦气做引射工质相比, 采用氮气和空气做引射工质可获得更大的功率-气源体积比。
DF化学激光 压力恢复系统 引射器 紧凑度 体积规模 DF chemical laser pressure recovery system ejector compactness volume scale 红外与激光工程
2018, 47(11): 1105006
搭建了二维超-超引射器实验系统，进行了二次喉道型式引射器启动特性和负载特性实验，获得了引射器混合室内流场纹影图，结果表明：超声速引射器临界启动状态下，混合室内存在反压引起的激波系；引射器完全启动状态下，主激波系可始于混合室后段，无需被完全吞入二次喉道内；二次流对引射器启动有助推效果，可使混合室内激波系后移；一次流对二次流有压缩作用，且一次流工作压力越高，压缩作用越强；一次流、二次流之间会形成明显的混合层，当一次流、二次流静压不匹配时，一次流喷管出口内端壁处将形成较强斜激波，其在固壁与混合层之间反射、交叉，并向下游延伸，会降低一次流引射性能。
高能激光 压力恢复 二维引射器 超声速流 纹影技术 high energy laser pressure recovery 2-D ejector supersonic flow schlieren technology 强激光与粒子束
2014, 26(10): 101007
1 空气动力学国家重点实验室， 四川 绵阳 621000
2 中国空气动力研究与发展中心 设备设计及测试技术研究所， 四川 绵阳 621000
采用计算流体力学方法，结合适当的边界条件，对超声速转子叶片非定常引射器进行了模拟。从结果可以看出:此类引射器内流态复杂，主气流出口斜激波干扰现象明显，叶片设计参数对引射器性能影响很大。叶片尾部的膨胀波有效诱导了被引射气流，在短距离内增强了气流混合，湍流效应对引射器性能的影响较小；叶片可维持自旋转，提升叶片转速可增强引射效率。最后，对引射器内的流动机理进行了探讨。
非定常引射器 流场特性 叶片 压力交换 计算流体力学 unsteady ejector field characteristics vane pressure-exchange computational fluid dynamics 强激光与粒子束
2014, 26(3): 039001
国防科学技术大学 高超声速冲压发动机技术重点实验室， 长沙 410073
为考察超声速引射器直接引射超声速二次流时的性能，采用纹影技术和压力测量手段对一等截面超-超引射器的流场结构及其引射性能进行了实验研究。研究结果表明:一、二次流交汇后在混合室前段形成了复杂的超声速流场结构。根据二次流在混合室入口流动状态的不同，可将超-超引射划分为“非饱和超-超引射”和“饱和超-超引射”两种工作状态；二次流在混合室入口处产生的激波提高了引射器的压力匹配性能；在给定的引射系数下，引射器的增压性能随二次流马赫数的增大而降低，而引射马赫数对引射器压力恢复性能的影响不大。
超-超引射器 高能化学激光器 压力匹配性能 压力恢复性能 supersonic-supersonic ejector high power chemical laser pressure matching performance pressure recovery performance
1 中国空气动力研究与发展中心 设备设计与测试技术研究所, 四川 绵阳 621000
2 中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室, 四川 绵阳 621000
3 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
推导出了超-超引射器性能计算和优化设计模型，借助Pareto优胜、Pareto最优解和Pareto前端等概念，采用基于多目标进化/分解算法(MOEA/D)的多目标优化方法，计算得到超-超引射器多目标优化问题的Pareto前端，解决了超-超引射器多目标优化设计问题，并与常规参数分析方法进行了比较。结果表明：超-超引射器性能影响参数相互关系复杂，增压比和引射系数作为引射器主要性能参数相互冲突，通过常规分析难以得到较清晰的设计准则，利用多目标优化设计方法可有效地辅助多属性决策和系统优化设计。
超声速引射器 超-超引射器 多目标优化 Pareto前端 多目标进化算法 supersonic ejector supersonic-supersonic ejector multi-objective optimization Pareto front multi-objective evolutionary algorithm
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
为了研究直排型连续波DF/HF化学激光器的启动特性,建立了一套化学激光器气流通道双喷管小型实验模型。以氮和氦作为引射介质,采用两种面积比的引射喷管,进行了启动实验。实验表明,当以氮作为引射介质,采用大面积比的引射喷管进行实验时,实验数据与1维理论计算结果相差很大。分析认为,该次实验中,在引射喷管内剧烈地膨胀后,部分N2已经发生相变,理论计算采用的1维定常流处理法已经不再适用。计算表明,连续波DF/HF化学激光器中的光腔燃料和副稀释剂He不会发生相变,但当以N2作副稀释剂时,副稀释剂喷管面积比不能过大。
化学激光器 超声速引射器 相变 喷管 chemical laser supersonic ejector phase change nozzle
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
为了研究扩压器喉道长度对直排型连续波DF/HF化学激光器起动特性的影响,建立了一套化学激光器气流通道双喷管小型实验模型。在无二次流的条件下,通过选用喉道长度不同的扩压器进行实验,分别得到对应的起动压力和工作压力,并将起动压力和工作压力的大小作为评价扩压器喉道长度优劣的依据。实验数据显示,对于该特定结构的直排型DF/HF激光器气流通道双喷管实验模型,扩压器喉道最佳长度为等效直径的17倍。
化学激光 压力恢复 扩压器喉道 起动压力 工作压力 等效直径 超声速引射器 chemical laser pressure recovery diffuser throat starting pressure operating pressure equivalent diameter supersonic ejector
国防科学技术大学,航天与材料工程学院,长沙,410073
为研究多喷管超声速引射器在有二次流情况下的性能,采用模拟器产生给定总温和总压的模拟二次流,在多喷管超声速引射器实验台上进行了一系列实验.重点考察了多喷管引射器的性能以及一次流总压和喷管安装构型对其性能的影响.实验结果表明:多喷管超声速引射器可保证二次流在设计工况下正常工作;二次流的加入大大减小了一次流的总压损失;较低的一次流总压具有更好的压力匹配性能,但引射增压能力也有所降低;合理的喷管安装构型可同时提高引射增压能力和压力匹配能力.提出了将二次流作为"助推器",以帮助多喷管引射器在较低工况下实现启动的方案,在不增加系统复杂度的前提下提高了引射器的压力匹配能力.
气动光学 超声速引射器 二次流 超声速扩压器 喷管
1 清华大学,航天航空学院,北京100084
2 中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000
3 西北工业大学,航空学院,西安710072
介绍了过氧化氢催化分解气体加酒精补燃以提高气体发生器排气温度的理论计算和分析方法,并建立了一套实验研究装置. 装置中质量分数为90%的过氧化氢溶液由高压气挤推,通过催化床完成催化分解,产生高温气体;质量分数为97%的酒精溶液经由分布喷嘴喷入过氧化氢分解气体中发生自燃,从而提高气体温度.实验研究了采用不同酒精喷入形式和参数对气体发生器排气温度均匀性的影响.结果表明:利用沿气体发生器燃烧室周向分布的多喷嘴进行酒精喷注,并与高浓度过氧化氢催化分解气体进行混合燃烧的方法,能够有效提高气体发生器的排气温度,并得到均匀的排气温度场.
气体发生器 引射器 燃烧 过氧化氢 酒精 实验
