【摘 要】
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为了研究发动机构型、推进剂类型和当量比对固体火箭超燃冲压发动机的性能影响，选取了3种固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型，分别使用碳氢推进剂和含硼质量分数35%推进剂共计开展了8次地面直连试验。试验模拟了23 km、马赫数5.5的飞行工况，通过测量推力、流量和压力等参数，得出了超声速燃烧室和发动机的整体性能参数，进而研究了发动机构型、推进剂类型以及当量比3个关键因素对固体火箭超燃冲压发动机的性能影响。
【基金项目】
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国家自然科学基金（51706241,52006240）～～；
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为了研究发动机构型、推进剂类型和当量比对固体火箭超燃冲压发动机的性能影响，选取了3种固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型，分别使用碳氢推进剂和含硼质量分数35%推进剂共计开展了8次地面直连试验。试验模拟了23 km、马赫数5.5的飞行工况，通过测量推力、流量和压力等参数，得出了超声速燃烧室和发动机的整体性能参数，进而研究了发动机构型、推进剂类型以及当量比3个关键因素对固体火箭超燃冲压发动机的性能影响。结果表明：带有凹腔-支板组合装置的燃烧室构型虽然冷流内阻最大，但试验燃烧效率和比冲性能最优。针对带有凹腔-支板组合装置的燃烧室构型，使用碳氢推进剂的发动机性能整体优于使用含硼质量分数35%推进剂对应的性能参数；使用碳氢推进剂的极限掺混当量比大于0.7,而使用含硼质量分数35%推进剂的极限掺混当量比在0.65附近。这是由于相对碳颗粒，硼颗粒在超声速气流中燃烧组织更为困难导致的。相对于使用碳氢推进剂，使用含硼质量分数35%推进剂的一次燃烧产物更容易在喉部沉积，其燃气发生器压力曲线也存在更多峰值振荡的现象。在所研究的试验当量比范围内，使用碳氢推进剂的燃烧效率峰值约0.82,此时对应内推力比冲峰值约687 s;而使用含硼质量分数35%推进剂的燃烧效率峰值约0.69,此时对应内推力比冲峰值约592 s。
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