宽速域、长时间飞行是未来超燃冲压发动机发展的必然需求，本书以宽域冲压燃烧室为研究对象，面向未来宽速域、长时间飞行的发展需求，从宽域冲压发动机热力循环过程、宽域冲压燃烧室支板稳燃、宽域变几何燃烧室性能优化等方面对各项关键技术问题进行剖析，最终形成集成宽域冲压燃烧室地面实验样机及一体化调节的宽域冲压发动机，完成各项关键技术的地面实验考核，证明多项技术在宽域燃烧组织方面都具备较高的性能。

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1988.09-1992.07 哈尔滨工业大学动力工程系学习本科，获学士学位 1992.07-1997.11 哈尔滨工业大学动力机械及工程专业研究生，获博士学位1996.03-1997.11 哈尔滨工业大学能源学院助教 1997.11-1999.12 哈尔滨工业大学能源学院讲师 1999.12-2003.06 哈尔滨工业大学能源学院副教授 2003.6-今 哈尔滨工业大学能源学院教授 2004.5-今 哈尔滨工业大学能源学院博士生导师 2003.6-今 哈尔滨工业大学先进动力技术研究所副所长 2008.6-今 哈尔滨工业大学高超声速技术研究中心主任获得了国家自然科学基金、国家重大专项、国防基础科研以及航天科工/科技集团等多方面的支持，近年来候选人主持了国家重大专项项目、国家自然科学基金等重大科研项目20 多项，合计科研经费合同额超过 5000万。相关研究成果获教育部科学技术奖一等奖、黑龙江省自然科学二等奖各一项(均排名第一)

目录
丛书序
前言
第1章 宽域冲压发动机应用背景及需求 1
1.1 宽域冲压发动机的应用背景 1
1.2 实现宽域飞行的基础方案 2
1.2.1 宽域组合发动机的应用 2
1.2.2 宽域冲压发动机研究 7
1.2.3 宽域几何可调燃烧室 12
1.3 宽域冲压发动机的工作需求 18
1.3.1 定几何燃烧室面临的困境 18
1.3.2 几何可调燃烧室的优势 19
1.4 宽域超声速燃烧的发展方向 21
参考文献 22
第2章 宽域冲压发动机基本热力循环过程 31
2.1 引言 31
2.2 超声速燃烧室的热力学特性 32
2.2.1 热力循环的基本特征 32
2.2.2 不同马赫数下发动机性能的制约因素 33
2.3 宽速域冲压燃烧室基本热力循环过程 35
2.3.1 加热过程对燃烧模态转变特性的影响 35
2.3.2 不同热力循环过程的面积需求 38
2.3.3 极限释热量问题 41
2.4 宽域冲压燃烧室基准构型 43
2.4.1 典型释热规律的性能对比 43
2.4.2 “等-扩-等”构型的提出 45
2.5 本章小结 49
第3章 宽域燃烧关键技术——稳燃支板气动设计 50
3.1 引言 50
3.2 超声速燃烧的需求分析 50
3.3 超声速燃烧室支板稳燃技术现状 53
3.3.1 超声速主流火焰稳定技术研究现状 53
3.3.2 薄支板稳燃器燃烧组织思路 56
3.4 喷油支板的气动阻力特性分析 57
3.4.1 支板气动参数分析与选取 58
3.4.2 支板气动阻力特性数值模拟方法 59
3.4.3 后掠支板绕流的流场特征 60
3.4.4 楔角对支板冷态阻力的影响 62
3.4.5 掠角对支板冷态阻力的影响 64
3.5 喷油支板的热载荷特性分析 68
3.5.1 结构参数分析与选取 68
3.5.2 支板热载荷特性数值模拟方法 69
3.5.3 掠角对支板表面热载荷的影响 70
3.5.4 顶部间隙对支板表面热载荷的影响 76
3.5.5 前缘钝化半径对支板表面热载荷的影响 78
3.6 本章小结 83
参考文献 84
第4章 宽域燃烧关键技术——薄支板稳燃技术 87
4.1 引言 87
4.2 薄支板结构及局部火焰特性分析 87
4.2.1 薄支板结构及设计思路 87
4.2.2 薄支板燃烧室点火规律 90
4.2.3 薄支板局部火焰的发展过程 93
4.2.4 薄支板局部流动状态 96
4.2.5 基于薄支板的光壁面燃烧室点火验证 99
4.3 薄支板燃烧室燃烧组织特性 102
4.3.1 不同当量比下的燃烧模态分类 102
4.3.2 不同氧气流量下的燃烧室燃烧特性 107
4.4 支板/壁面组合喷油方案 111
4.4.1 支板/壁面组合燃料喷注策略 111
4.4.2 支板/壁面燃料分配比例的影响规律 113
4.4.3 两点燃料喷注条件下的燃烧室特性 119
4.5 超声速燃烧室多种支板构型探索 121
4.5.1 基于火箭支板的超声速燃烧室 121
4.5.2 基于内凹腔稳燃支板的超声速燃烧室 125
4.6 本章小结 133
参考文献 133
第5章 宽域燃烧关键技术——中心燃烧机理 134
5.1 引言 134
5.2 超声速燃烧室火焰图像处理 134
5.2.1 基于支板稳燃的可视化超声速燃烧室模型介绍 134
5.2.2 基于燃烧室壁面压力的燃烧室性能反算方法 136
5.2.3 基于超声速燃烧室火焰图像灰度的火焰边界提取方法 137
5.2.4 基于火焰边界的中心火焰特征提取方法 138
5.3 薄支板中心火焰建立研究 141
5.3.1 基于支板稳燃的超声速燃烧室中心火焰建立过程分析 141
5.3.2 超声速中心火焰建立过程中的两种火焰建立模式 143
5.3.3 薄支板超声速燃烧室中火焰建立过程分析 146
5.4 薄支板中心火焰稳燃机理 147
5.4.1 薄支板燃烧室中稳定状态下的中心火焰形态 147
5.4.2 超声速火焰形态对燃烧室性能的影响规律研究 149
5.4.3 基于中心火焰吹脱特性的火焰稳燃边界分析 153
5.4.4 基于燃料预混及值班火焰的中心火焰稳燃机理 161
5.5 本章小结 162
第6章 变几何燃烧室调节规律 164
6.1 引言 164
6.2 释热分布对燃烧室性能的影响 165
6.2.1 燃料分布注入对燃烧室性能的影响 165
6.2.2 可调几何单级燃烧室的性能优势 168
6.2.3 超声速燃烧室释热集中度概念 169
6.3 单级燃烧室几何扩张比约束 170
6.3.1 基本计算模型 170
6.3.2 不同燃烧模态下的计算结果 174
6.4 几何调节对燃烧室性能的影响 176
6.4.1 固定扩张比对燃烧室性能的影响 176
6.4.2 低马赫数下几何喉道的作用 177
6.5 几何可调超声速燃烧室的设计与实现 179
6.5.1 宽范围条件下的超声速燃烧稳定和燃料喷注技术 179
6.5.2 变几何燃烧室的型面调节机制 180
6.6 本章小结 182
参考文献 182
第7章 燃烧室中几何喉道设计 184
7.1 引言 184
7.2 冲压发动机燃烧室的基准构型 185
7.3 无几何喉道燃烧室内的流场结构 185
7.3.1 无几何喉道下不同燃油当量比对流场结构参数的影响 185
7.3.2 无几何喉道下不同扩张比对流场结构参数的影响 188
7.4 有几何喉道燃烧室内的流场结构 192
7.4.1 有几何喉道下不同燃油当量比对流场结构参数的影响 192
7.4.2 有几何喉道下不同扩张比对流场结构参数的影响 195
7.5 有无几何喉道对燃烧室流场性能的影响 198
7.5.1 有无几何喉道下燃烧室流场结构参数对比分析 198
7.5.2 有无几何喉道下燃烧室性能参数对比分析 201
7.6 几何喉道对推力增益的影响 203
7.6.1 几何喉道对燃烧室阻力的影响 203
7.6.2 几何喉道对燃烧室推力增益的影响 204
7.7 几何可调燃烧室中几何喉道调节规律 206
7.8 本章小结 207
第8章 变几何燃烧室中折转角设计 209
8.1 引言 209
8.2 折转角对燃烧室冷态流场的影响 210
8.2.1 折转角对燃烧室冷态流场结构参数的影响规律 210
8.2.2 折转角对燃烧室内总压恢复系数的影响规律 212
8.2.3 折转角对燃烧室内阻力系数的影响规律 216
8.3 折转角对燃烧室内热态流场的影响 217
8.3.1 折转角对燃烧室热态流场结构参数的影响规律 217
8.3.2 折转角对燃烧室性能损失的影响机理分析 221
8.4 折转角对推力增益的影响 231
8.4.1 不同当量比下折转角对推力增益的影响规律 231
8.4.2 不同来流马赫数下折转角对推力增益的影响规律 232
8.5 本章小结 232
第9章 宽域变几何燃烧室性能评估 234
9.1 引言 234
9.2 几何可调燃烧室地面实验系统 235
9.2.1 几何可调燃烧室基准构型 235
9.2.2 数据后处理方法 236
9.3 扩张比对燃烧流场参数的影响 238
9.3.1 扩张比对燃烧室流场结构参数的影响规律 238
9.3.2 扩张比对燃烧室总压恢复系数的影响规律 240
9.3.3 扩张比对燃烧室燃烧效率的影响规律 242
9.4 扩张比与燃烧释热耦合机理 245
9.4.1 几何可调燃烧室扩张比对熵增损失的影响分析 245
9.4.2 几何可调燃烧室扩张比对释热分布的影响分析 247
9.5 几何可调燃烧室推力增益调节规律 248
9.5.1 几何可调燃烧室推力增益的变化规律 248
9.5.2 发动机稳定裕度特性分析 249
9.5.3 几何可调燃烧室最佳推力增益调节规律研究 251
9.6 本章小结 253
第10章 宽域消波燃烧室设计 254
10.1 引言 254
10.2 消波燃烧室构型设计方法 255
10.2.1 光滑过渡超声速燃烧室几何设计 255
10.2.2 光滑过渡超声速燃烧室冷态流场 259
10.3 消波燃烧室性能研究 261
10.3.1 燃烧室数值计算方法 262
10.3.2 扩张段几何构型对燃烧室性能的影响 263
10.3.3 折转角对燃烧室性能的影响 266
10.4 消波燃烧室直连实验研究 269
10.5 本章小结 272
第11章 一体化调节的宽域冲压发动机设计 273
11.1 引言 273
11.2 进气道与燃烧室几何匹配 273
11.2.1 燃烧室扩张比需求 273
11.2.2 进气道/燃烧室流道几何匹配设计 275
11.2.3 匹配燃烧室的变几何进气道宽域性能 277
11.3 一体化调节的宽域冲压发动机性能评估 278
11.3.1 流道一体化调节的发动机性能数值模拟研究 278
11.3.2 宽域冲压发动机自由射流评估 283
11.4 本章小结 285