燃烧轻气炮多级渐扩型燃烧室简介
添加时间:2020-04-07 17:44:05   浏览次数:

燃烧轻气炮(combustion light gas gun,CLGG)是一种利用低分子量可燃气体燃烧产生的高温、高压气体推动弹丸运动的新型发射系统。D.Kruczynski等进行的45mm 口径燃烧轻气炮实验,燃料气体初始装填压力通常在30MPa以上,点火燃烧后高压高温气体膨胀推动弹丸运动,在燃烧室内会产生巨大的压力波动。Liu Ning等采用氢氧层流燃烧速度拟合公式数值模拟了燃烧轻气炮氢氧气体燃烧过程,提出通过合理控制氢氧气体的装填条件,能够对氢氧预混燃烧过程进行稳定控制。针对整装式液体发射药火炮液体燃料的燃烧不稳定,膛内易发生压力波动和膛炸等问题,R.Talley等提出采用多级渐扩型药室结构来控制液体燃料的燃烧稳定性。J.Despirito则采用 CFD 方法对多级渐扩型药室结构和圆筒结构的整装式液体发射药火炮内弹道过程进行数值计算研究。薛晓春等在5级渐扩型观察室内开展了双束燃气射流在液体药模拟工质中扩展的实验研究和数值模拟,观察了双股燃气射流在充液室中的扩展过程,讨论了渐扩型结构对 Taylor空腔与 Kelvin-Helmholtz不稳定性效应正反馈机制的抑制作用。莽姗姗等在4级渐扩型圆柱观察室中测量了高压燃气射流在液体模拟工质中扩展速度等特征,对比研究了内壁形状对射流扩展过程的影响。

针对燃烧轻气炮氢氧气体燃烧稳定性问题,提出在燃烧轻气炮中采用多级渐扩型燃烧室结构,基于计算流体力学方法在 CFX 软件中模拟计算分析多级渐扩型燃烧室氢氧燃烧流动与稳定特性。

结果表明,采用多级渐扩型燃烧室结构能够减小燃烧轻气炮氢氧气体燃烧压力波动现象。同时分析了多级渐扩型燃烧室气流运动速度、火焰扩展的变化规律,为下一步实验研究提供依据。