超燃燃烧室等离子体点火和火焰稳定性能

韦宝禧 欧 东 闫明磊 徐 旭

(北京航空航天大学 宇航学院，北京100191)

火焰稳定技术是超燃冲压发动机的关键技术之一.针对超燃燃烧室流场超声速的特点，如何在有限的时间和空间内获得尽可能高的燃料燃烧效率是超燃火焰稳定技术的核心问题.

上世纪70年代以来，美国、俄罗斯、日本等国相继研制了用于超燃燃烧室点火的等离子体发生器，对其在超声速燃烧中的点火及火焰稳定作用开展了广泛的研究［1－6］.文献［5］针对等离子体发生器不同供给气体、不同喷注位置对点火和燃烧的影响开展了试验研究.结果表明，等离子体发生器布置于燃料喷嘴下游对燃烧的影响要远远好于布置于喷嘴上游，以氮气为介质优于氩气和氢气;国内宋文艳［6］在凹槽侧壁处设置了自行研制的等离子体点火器，成功点燃煤油，并与相同条件下火花塞点火试验进行比较，认为等离子体点火使煤油燃烧更充分.

本文以氢气和乙烯为燃料，研究热等离子体点火器在超燃燃烧室中的应用，以期探求等离子体在点火和改善燃料燃烧性能方面的作用.

1 试验设备与设置

1.1 直连式超燃试验台及等离子体发生器介绍

本文试验在北京航空航天大学超燃冲压发动机直连式试验台上进行，超声速燃烧试验装置的详细描述可参见文献［7］.超燃燃烧室由4部分组成:隔离段、一段燃烧室、二段燃烧室和三段燃烧室.燃烧室采用单边扩张结构，全长1 500 mm，入口截面尺寸为54 mm(高)×32 mm(宽……