冲压加速器原理性的研究进展.pdfVIP

第十届全国高超声速气动力(热)学术交流会 一————————————————————————————————————————一一一一f 冲压加速器原理性研究进展 柳森简和祥白智勇于子泉部绍清平新红 中国空气动力研究与发展中·0，四川纬阳邮政编码621000 摘要气动中心超高速所自95年正式开展冲压加速器研究以来，自行研制成功了国内第一座 冲压加速嚣，本文首先给出冲压加速器这一新型超高速发射器的工作原理及国内外研究现状，然 后介绍气功中心超高速所37ram冲压加速器系统组成，以及在该设备上进行的增加装填压力，变 加速管长竟、变组分试验的初步结果和相关的数值计算工作。 美键词冲压加速器：超高速发射器；试验；计算流体动力学 0引言 冲压加速器(Ram 发动机中心锥形状相似的弹丸被初级炮以一定的速度射入加速管中，加速管中预先混和好的推 速(如图1所示)。 卜—一橱衄炮——√姑压蕾 加巷蕾—————√ 圈I冲压加逮器原理田 Ram Fig．I a∞eImmrprinciple 理论预计，使用氢／氧作推进剂，冲压加速器最终可将弹丸加速到7-8klTl，sI由于加速管 中推进剂气体的燃烧始终位于弹丸后部，推力变化不太，弹丸经历的几乎是一个匀加速过程· 发射过程的峰值过载不高。因此，冲压加速器有可能发展成超远程火炮B】或近地轨道载荷发射 器131。由于有着非常诱人的应用前景，冲压加速器技术在国际上引起了广泛的重视。美国在∞ 年代开展了这项研究。进入90年代以来，法国、德国、日本、韩国、巴珏也相继建造了有关 设备，以色列以开展了类似的研究【m。目前，世界上己建成八座冲压加速器，其中的六座已实 现了冲压加速(包括我部的37mm口径冲压加速器)，研究水平以美国华盛顿大学为最高，弹 丸最大速度为2,7km／s，加速管装填压力已达到20MPa。 中国空气动力研究与发展中心超高速所自95年正式开展冲压加速器研究以来，自行研制 成功了国内第一座冲压加速器。在实现弹丸的冲压加速后叉进行了增加装填压力、变加速管长 度和变组分试验，在进行试验的同时还开展了相关的数值计算工作。 1气动中心37mm口径冲压加速器 气动中心研制的37ram口径冲压加速器由四个子系统组成(如图2所示)，即： (1)初级炮／弹丸子系统该子系统为弹丸进入加速管提供必要的初速度(^，兮2．5)。初级 320 炮为55式37高炮(改装滑膛炮管)。弹丸由铝合金制成，重100,．-115克，如图3所示。 回收幕统 ∞加地管 穗庄段 C’)韧轻炮 围2 37ram口径冲压加速器系统组成 237-mmborermaccelerator Fig system ’—Ⅷ———‘m———_ 幽3冲压加逮器标准弹九 oftaraaccelerator Fig3]ypiea!projectilecon69uration mm， (2)加速管，泄压管子系统泄压管全长2．5m，加速管全长4×2．4m，口径均为37 外径为100mill。 (3)推进剂气体混合，加注／分析子系统该系统由高压气源、混合／匀Ⅱ注管路和气相色谱 仪等组成： (4)测试及数采子系统该系统由电磁传感器、压力传感器、光纤探头及多通道数采组成， 能得到弹丸在加速管中的速