【摘 要】
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随着飞行空域的不断扩宽,现有飞行器所面临的点火环境越来越复杂,极端点火环境越来越恶劣。等离子体点火技术作为新型点火方式被广泛应用于强化点火研究。但目前的等离子体点火技术大多停留在研究阶段,缺乏面向实际应用的点火器设计。且现有的点火技术过于注重点火时热效应,点火设计的点火能量不断提高,点火热量已不在是制约点火边界的主要因素,此时通过促进点火时的化学效应可拓宽点火边界,而双频激励等离子体即能保证点火时
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随着飞行空域的不断扩宽,现有飞行器所面临的点火环境越来越复杂,极端点火环境越来越恶劣。等离子体点火技术作为新型点火方式被广泛应用于强化点火研究。但目前的等离子体点火技术大多停留在研究阶段,缺乏面向实际应用的点火器设计。且现有的点火技术过于注重点火时热效应,点火设计的点火能量不断提高,点火热量已不在是制约点火边界的主要因素,此时通过促进点火时的化学效应可拓宽点火边界,而双频激励等离子体即能保证点火时的热效应又能促进点火时的化学效应。因此,本文针对双频激励点火技术面向实际工程应用开展了以下几个方面的研究工作:首先,结合实际应用需求,对比分析应用于强化点火领域的放电装置结构,选取点火器的结构为同轴形,选取等离子体的作用方式为射流性。使用圆锥面的定心定位方式保证阴阳电极的同轴性及间距定位。选取了点火器的加工材料及加工方式,实现双频激励同轴等离子体点火器集成。其次,基于双频激励同轴等离子体点火器,设计了点火器地面测试平台,了解点火器的工作阶段,研究了双频激励点火器的部件量化参数对点火器工作特性的影响,分析了工质气流速度及双频激励参数变化对生成等离子体的影响规律,分析实验结果并选取了点火器最终参数。再者,将双频激励同轴等离子体点火器引入超燃冲压发动机中,了解超燃冲压发动机在双频激励下的中心点火过程,对比分析了点火器在双频激励模式与直流激励模式点火时的异同点,研究了双频激励参数变化对超燃冲压发动机点火边界的影响规律并分析点火失败的原因,验证点火器在双频激励工作模式能拓宽点火边界。最后,基于超燃冲压发动机的点火实验结果和双频激励影响点火边界特性,分析了超燃冲压发动机点火氧气量与点火煤油量的关系。提出一种面向工程应用的双频激励自适应点火方法,并完成了自适应点火策略设计。
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