可变凹腔超燃燃烧室

提出了一种基于变凹腔的模态转换控制方法，通过调节凹腔深度实现超燃冲压发动机燃烧模态的主动控制，为变几何超燃冲压发动机的设计提供新途径。

Shen, Wubingyi Bing Yi · 黄玥 · Yao, Weiwei · 王俊宇

AIAA Journal 2025

参数信息

凹腔深度

28 mm

凹腔深度

34 mm

临界凹腔深度

32 mm

当量比

0.4

技术优势

模态可主动调节

通过改变凹腔深度可以在超燃模态和冲压模态之间双向切换，无需改变来流或燃料供给条件。

转换过程可控

数值模拟表明，凹腔深度增大的过程比深度减小的过程更容易实现模态转换，且存在一个临界深度32 mm，为设计提供了明确阈值。

揭示迟滞机制

发现冲压到超燃转换存在迟滞，其根本原因是凹腔剪切层与煤油射流相互作用增强导致的气化率提高和火焰前传。

应用场景

• 超燃冲压发动机：用于宽马赫数范围内主动控制燃烧模态，避免固定凹腔在非设计点的性能恶化。
• 高超声速推进：为高超声速飞行器在不同飞行阶段切换燃烧组织方式，提高推进系统适应性。
• 吸气式发动机：作为变几何吸气式发动机的模态控制机构，拓展稳定工作范围。