[发明专利]一种主动调节发动机喷管阻尼来抑制不稳定燃烧的方法

摘要

本发明公开的一种主动调节火箭发动机喷管阻尼来抑制不稳定燃烧的方法，属于喷管阻尼可调的火箭发动机领域。该方法采用在喷管收敛段末端施加二次流的方法，使得主流与二次流形成干涉；二次流采用液相工质，雾化或者与主流发生化学反应后，雾化液滴或反应产物的分布能吸收主流中的声振能量，增大喷管阻尼，从而抑制不稳定燃烧；通过改变二次流的流量和喷射方式，可以实现根据需要调节火箭发动机喷管阻尼。这种方法大大降低了在地面点火试验时发动机出现非正常工作甚至发生爆炸的可能性，使得在固体火箭发动机设计和试验的过程中，缩短了研制周期，节省项目经费。

主权项

一种主动调节发动机喷管阻尼来抑制不稳定燃烧的方法，其特征在于：收敛段外围固定结构与收敛段外壁面形成薄的环形空腔，收敛段外围固定结构上连通二次射流注入装置，与环形空腔相通，收敛段处开设均匀分布的二次流喷嘴，所述二次流喷嘴绕收敛段至少一周，其入口与环形空腔相通，出口位于收敛段内壁面，实现收敛段二次射流的周向喷射，与主流作用，调节喷管阻尼，进而抑制不稳定燃烧；当需要改变喷管阻尼时,二次射流通过二次射流注入装置对称注入的喷射腔，二次射流在喷射腔形成稳定压强的液流，再均匀的射入收敛段，液体二次流在喷嘴处能很好的雾化形成细微的液滴，除了二次流本身的体积挤压外，雾滴与主流的相互作用还会增强，增加主流流阻，使得集气室压强增大，这类似于增大了机械振动系统的刚度，能降低噪声振动影响；另一方面，二次流雾化区域覆盖住了收敛段内壁面，不稳定的声振能量由原来的经收敛段刚性壁面反弹变为历经雾化微液滴区域反射，后者的吸声系数远大于前者，即导致喷管阻尼的增大；上述机理综合实现增大喷管阻尼、抑制不稳定燃烧的目的。