等离子体增强射流掺混的激励参数影响研究

李 亮, 李修乾,*, 车学科, 郑体凯, 李金龙, 聂万胜

(1.航天工程大学 研究生院, 北京 101416; 2.航天工程大学 宇航科学与技术系, 北京 101416)

0 引 言

航天技术发展日新月异，航空航天飞行器动力系统的重要性日益凸显。液体火箭发动机，特别是小推力姿轨控发动机液体燃料掺混的效果对燃烧过程至关重要。对燃料喷注射流进行主动控制可以提高掺混效果，特别是对变推力发动机具有重要意义。

在主动控制过程中使用何种激励器是国内外研究者关注的重点。目前研究中使用的有流体式激励器、机械式激励器和等离子体激励器等类型。Davis[1]使用控制射流掺入被控射流来改变主流的掺混特性，并且认为非稳态激励的控制效果优于稳态激励，该结论在Raman等[2]的实验中也得到了验证。流体式激励器的不足之处在于，控制射流本身的状态很难精确控制。国内罗振兵、李丙乾等[3-4]提出使用合成射流和脉冲微射流来达到流动控制的目的，在一定程度上克服了传统流体式激励器的不足。 Jun等[5]提出并设计了一种燃料驱动的形状记忆合金激励器系统，实验表明该系统对射流掺混有较好的控制效果，且与仿真结果相吻合。但是机械式激励器较大的质量和复杂的机构阻碍了其工程化应用。

等离子体流动控制技术是一种非常有发展潜力的主动控制技术[6]，利用激励器产生等离子体诱导射流对流体进行主动控制。该技术具有结构简单、响应迅速、附加质量小等优点[8]，在促进射流掺混方面有较大优势。……