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爆震組合循環發動機是本世紀初提出的全新動力概念，預計應用于高超聲速飛行器以及空天飛機。多模態爆震組合發動機包含四個運行模態：加裝引射器的脈沖爆震火箭發動機（EAPDRE）模態、脈沖正爆震波發動機（PNDWE）模態、穩態斜爆震波發動機（ODWE）模態和純脈沖爆震火箭發動機（PDRE）模態。由于爆震組合循環發動機有著明確的應用前景，但國外對其相關技術高度保密、對其只進行了粗線條的描述，推動爆震組合循環發動機必須建立在自力更生、大膽創新的基礎上。《爆震組合循環發動機研究導論》力圖對爆震組合循環發動機各模態的研究現狀和發展趨勢進行較全面的總結，系統地闡述了作者近五年來在國家自然科學基金、863計劃和高校博士點基金資助下所取得的最新研究成果，著重介紹爆震組合循環發動機各模態的理論基礎、性能分析方法、關鍵技術以及數值模擬。
目次
前言
主要符號表
第1章 緒論
1.1 爆震推進應用的三種基本形式
1.1.1 脈沖爆震發動機
1.1.2 駐定爆震發動機
1.1.3 旋轉爆震發動機
1.2 爆震組合循環發動機概念介紹
1.3 本書主要內容介紹
第2章 發展高性能脈沖爆震火箭發動機的實驗研究
2.1 高頻脈沖爆震火箭發動機的實驗探索
2.1.1 實現脈沖爆震火箭發動機高頻運行的關鍵技術
2.1.2 極限工作頻率
2.1.3 進一步提高頻率的設計方案
2.2 螺旋凹槽作為爆震增強裝置 前言
主要符號表
第1章 緒論
1.1 爆震推進應用的三種基本形式
1.1.1 脈沖爆震發動機
1.1.2 駐定爆震發動機
1.1.3 旋轉爆震發動機
1.2 爆震組合循環發動機概念介紹
1.3 本書主要內容介紹
第2章 發展高性能脈沖爆震火箭發動機的實驗研究
2.1 高頻脈沖爆震火箭發動機的實驗探索
2.1.1 實現脈沖爆震火箭發動機高頻運行的關鍵技術
2.1.2 極限工作頻率
2.1.3 進一步提高頻率的設計方案
2.2 螺旋凹槽作為爆震增強裝置
2.3 基于主動冷卻的燃油加溫技術
2.3.1 原理及技術簡介
2.3.2 實驗裝置及方法
2.3.3 主動冷卻技術對脈沖爆震火箭發動機性能的影響
2.3.4 結論
2.4 脈沖爆震火箭發動機性能調節規律研究
2.4.1 瞬時推力測量
2.4.2 脈動流量測量
2.4.3 填充分數隨工作頻率的變化
2.4.4 平均推力隨工作頻率的變化
2.4.5 平均推力隨填充分數的變化
2.4.6 可爆混合物比沖隨工作頻率的變化
2.4.7 可爆混合物比沖隨填充分數的變化
2.5 尾噴管構型的實驗研究
2.5.1 引言
2.5.2 研究方法及實驗裝置
2.5.3 實驗結果及分析
2.5.4 小結
2.6 多分支管脈沖爆震火箭發動機的實驗研究
2.6.1 轉折角度對于爆震波強度的影響
2.6.2 分支管數目對于爆震波強度的影響
2.6.3 各種構型的平均推力比較
2.7 小結
第3章 脈沖爆震火箭發動機多循環工作過程數值仿真
3.1 準一維模型和數值方法
3.1.1 控制方程
3.1.2 Strang算子分裂
3.1.3 空間離散
3.1.4 時間離散
3.1.5 化學源項處理
3.2 參數選擇及程序驗證
3.2.1 參數選擇
3.2.2 一維爆震波
3.3 物理模型和數值方法
3.4 直爆震管流動特性和性能
3.4.1 流動特性
3.4.2 占空比的影響
3.5 收斂擴張噴管對流動和性能的影響
3.5.1 流動特性
3.5.2 占空比的影響
3.6 收斂噴管對流動和性能的影響
3.6.1 流動特性
3.6.2 占空比的影響
3.7 擴張噴管對流動和性能的影響
3.7.1 流動特性
3.7.2 占空比的影響
3.8 小結
第4章 基于等容循環的脈沖爆震火箭發動機性能分析
4.1 各種性能估算分析模型簡介
4.1.1 基于熱力循環分析方法的零維模型
4.1.2 基于推力壁壓力積分法的性能分析模型
4.1.3 基于一維非定常特征線理論的性能分析模型
4.1.4 等容循環分析模型
4.2 基于等容循環模型的性能計算
4.2.1 等容循環模型
4.2.2 性能計算過程
4.2.3 結果與分析
4.3 基于等容模型的脈沖爆震火箭發動機尾噴管分析和設計
4.3.1 分析方法
4.3.2 結果和討論
4.4 小結
第5章 脈沖爆震火箭發動機引射模態的實驗研究
5.1 引言
5.2 非穩態引射器結構設計對增推效果的影響
5.2.1 實驗裝置
5.2.2 實驗方法
5.2.3 實驗結果及分析
5.3 工作頻率對引射器增推效果的影響
5.3.1 實驗裝置
5.3.2 實驗結果及分析
5.3.3 小結
5.4 引射器內二次爆震的實驗探索
5.4.1 實驗裝置
5.4.2 實驗過程和分析
5.4.3 二次爆震實驗
5.5 小結
第6章 脈沖正爆震波發動機理論分析
6.1 引言
6.1.1 脈沖正爆震波發動機相關理論和數值研究
6.1.2 脈沖正爆震波發動機相關實驗研究
6.2 滯止的Hugoniot方程
6.3 沿Hugoniot曲線的熵變
6.3.1 穩態正爆震與穩態爆燃
6.3.2 脈沖正爆震波發動機與亞燃沖壓發動機
6.3.3 脈沖正爆震波發動機與超燃沖壓發動機
6.4 脈沖正爆震波發動機的優勢飛行馬赫數范圍
6.5 出口條件的影響
6.6 小結
第7章 斜爆震發動機的性能分析
7.1 引言
7.2 數學模型
7.2.1 斜激波
7.2.2 燃料混合
7.2.3 爆震波后氣流偏轉和噴管內等熵膨脹
7.2.4 斜爆震波發動機的性能計算
7.3 斜爆震發動機性能計算的結果分析
7.4 斜爆震波發動機和超燃沖壓發動機的性能對比
7.5 小結
第8章 超聲速流中爆震起始與傳播的數值模擬
8.1 控制方程和數值方法
8.1.1 二維多組分歐拉方程
8.1.2 多組分理想氣體狀態方程
8.1.3 化學反應速率表示
8.1.4 Strang算子分裂法
8.1.5 非定常流的雙時間步長法
8.1.6 化學反應源項的處理
8.1.7 控制方程的空間離散
8.1.8 控制方程的時間離散
8.2 計算模型和初始條件
8.3 爆震室進口馬赫數的影響
8.3.1 爆震室進口馬赫數1.5
8.3.2 爆震室進口馬赫數2.5
8.3.3 爆震室進口馬赫數3.5
8.3.4 爆震室進口馬赫數5.O
8.3.5 爆震室進口馬赫數6.O
8.3.6 不同爆震室進口馬赫數結果的對比
8.4 爆震室收斂角度的影響
8.5 爆震室收斂段長度的影響
8.6 小結
參考文獻
附錄
主要符號表
第1章 緒論
1.1 爆震推進應用的三種基本形式
1.1.1 脈沖爆震發動機
1.1.2 駐定爆震發動機
1.1.3 旋轉爆震發動機
1.2 爆震組合循環發動機概念介紹
1.3 本書主要內容介紹
第2章 發展高性能脈沖爆震火箭發動機的實驗研究
2.1 高頻脈沖爆震火箭發動機的實驗探索
2.1.1 實現脈沖爆震火箭發動機高頻運行的關鍵技術
2.1.2 極限工作頻率
2.1.3 進一步提高頻率的設計方案
2.2 螺旋凹槽作為爆震增強裝置 前言
主要符號表
第1章 緒論
1.1 爆震推進應用的三種基本形式
1.1.1 脈沖爆震發動機
1.1.2 駐定爆震發動機
1.1.3 旋轉爆震發動機
1.2 爆震組合循環發動機概念介紹
1.3 本書主要內容介紹
第2章 發展高性能脈沖爆震火箭發動機的實驗研究
2.1 高頻脈沖爆震火箭發動機的實驗探索
2.1.1 實現脈沖爆震火箭發動機高頻運行的關鍵技術
2.1.2 極限工作頻率
2.1.3 進一步提高頻率的設計方案
2.2 螺旋凹槽作為爆震增強裝置
2.3 基于主動冷卻的燃油加溫技術
2.3.1 原理及技術簡介
2.3.2 實驗裝置及方法
2.3.3 主動冷卻技術對脈沖爆震火箭發動機性能的影響
2.3.4 結論
2.4 脈沖爆震火箭發動機性能調節規律研究
2.4.1 瞬時推力測量
2.4.2 脈動流量測量
2.4.3 填充分數隨工作頻率的變化
2.4.4 平均推力隨工作頻率的變化
2.4.5 平均推力隨填充分數的變化
2.4.6 可爆混合物比沖隨工作頻率的變化
2.4.7 可爆混合物比沖隨填充分數的變化
2.5 尾噴管構型的實驗研究
2.5.1 引言
2.5.2 研究方法及實驗裝置
2.5.3 實驗結果及分析
2.5.4 小結
2.6 多分支管脈沖爆震火箭發動機的實驗研究
2.6.1 轉折角度對于爆震波強度的影響
2.6.2 分支管數目對于爆震波強度的影響
2.6.3 各種構型的平均推力比較
2.7 小結
第3章 脈沖爆震火箭發動機多循環工作過程數值仿真
3.1 準一維模型和數值方法
3.1.1 控制方程
3.1.2 Strang算子分裂
3.1.3 空間離散
3.1.4 時間離散
3.1.5 化學源項處理
3.2 參數選擇及程序驗證
3.2.1 參數選擇
3.2.2 一維爆震波
3.3 物理模型和數值方法
3.4 直爆震管流動特性和性能
3.4.1 流動特性
3.4.2 占空比的影響
3.5 收斂擴張噴管對流動和性能的影響
3.5.1 流動特性
3.5.2 占空比的影響
3.6 收斂噴管對流動和性能的影響
3.6.1 流動特性
3.6.2 占空比的影響
3.7 擴張噴管對流動和性能的影響
3.7.1 流動特性
3.7.2 占空比的影響
3.8 小結
第4章 基于等容循環的脈沖爆震火箭發動機性能分析
4.1 各種性能估算分析模型簡介
4.1.1 基于熱力循環分析方法的零維模型
4.1.2 基于推力壁壓力積分法的性能分析模型
4.1.3 基于一維非定常特征線理論的性能分析模型
4.1.4 等容循環分析模型
4.2 基于等容循環模型的性能計算
4.2.1 等容循環模型
4.2.2 性能計算過程
4.2.3 結果與分析
4.3 基于等容模型的脈沖爆震火箭發動機尾噴管分析和設計
4.3.1 分析方法
4.3.2 結果和討論
4.4 小結
第5章 脈沖爆震火箭發動機引射模態的實驗研究
5.1 引言
5.2 非穩態引射器結構設計對增推效果的影響
5.2.1 實驗裝置
5.2.2 實驗方法
5.2.3 實驗結果及分析
5.3 工作頻率對引射器增推效果的影響
5.3.1 實驗裝置
5.3.2 實驗結果及分析
5.3.3 小結
5.4 引射器內二次爆震的實驗探索
5.4.1 實驗裝置
5.4.2 實驗過程和分析
5.4.3 二次爆震實驗
5.5 小結
第6章 脈沖正爆震波發動機理論分析
6.1 引言
6.1.1 脈沖正爆震波發動機相關理論和數值研究
6.1.2 脈沖正爆震波發動機相關實驗研究
6.2 滯止的Hugoniot方程
6.3 沿Hugoniot曲線的熵變
6.3.1 穩態正爆震與穩態爆燃
6.3.2 脈沖正爆震波發動機與亞燃沖壓發動機
6.3.3 脈沖正爆震波發動機與超燃沖壓發動機
6.4 脈沖正爆震波發動機的優勢飛行馬赫數范圍
6.5 出口條件的影響
6.6 小結
第7章 斜爆震發動機的性能分析
7.1 引言
7.2 數學模型
7.2.1 斜激波
7.2.2 燃料混合
7.2.3 爆震波后氣流偏轉和噴管內等熵膨脹
7.2.4 斜爆震波發動機的性能計算
7.3 斜爆震發動機性能計算的結果分析
7.4 斜爆震波發動機和超燃沖壓發動機的性能對比
7.5 小結
第8章 超聲速流中爆震起始與傳播的數值模擬
8.1 控制方程和數值方法
8.1.1 二維多組分歐拉方程
8.1.2 多組分理想氣體狀態方程
8.1.3 化學反應速率表示
8.1.4 Strang算子分裂法
8.1.5 非定常流的雙時間步長法
8.1.6 化學反應源項的處理
8.1.7 控制方程的空間離散
8.1.8 控制方程的時間離散
8.2 計算模型和初始條件
8.3 爆震室進口馬赫數的影響
8.3.1 爆震室進口馬赫數1.5
8.3.2 爆震室進口馬赫數2.5
8.3.3 爆震室進口馬赫數3.5
8.3.4 爆震室進口馬赫數5.O
8.3.5 爆震室進口馬赫數6.O
8.3.6 不同爆震室進口馬赫數結果的對比
8.4 爆震室收斂角度的影響
8.5 爆震室收斂段長度的影響
8.6 小結
參考文獻
附錄
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