关于 RDE 实验方面的研究现状20 世纪五六十年代末，苏联的 Voitsckhovsky 等人通过圆盘形试验装置第一次实现了连 续旋转爆震并且对爆震波的结构和传播特性研究。1966 年 Nicholls [1,2]等完成 RDE 可行性的 实验。在此之后很多机构开展了大量 RDE 的实验和数值研究，其中俄罗斯 Lavrent'ev 流体力 学学院的 Bykovskii [3~7]等成果最为丰富。他们的研究内容是不同燃料（气态液态）、氧化剂（空气氧气）、结构、燃料和氧化剂填充方式（喷孔-喷孔，喷孔-缝隙）对 RDE 的影响。通 过速度补偿观测法观测旋转爆震波的基本结构，他们认为其由斜激波、横向爆震波、接触间 断面组成。实验结果显示气体燃料都能实现连续爆震，而液体燃料中必须加入氧气才能连续本科毕业设计说明书 爆震。另外他们还对不同当量比、出口压力、总质量流量氧化剂和燃料的压力损失等因素进 行了详细的研究，并提出了旋转爆震发动机尺寸的设计准则。指出环形燃烧室存在最小临界尺寸，新鲜反应物的高度大于临界值，爆震波才能稳定传播。这些结论为 RDE 的设计提供了 参考和实验依据。70153

1962 ～1964 年间，美国 Edwards 空军基地委托密西根大学也围绕 RDE 进行了详细的 论证工作，早期试验采用推进剂内圆柱切向喷注方法，成功解决了起爆难题， 但美国研究者 在一开始就考虑了太多的实际因素， 认为研制难度太大， 停止了研究计划。

另外，法国、波兰和日本等国都对该发动机开展了试验研究。法国自己独立研制，在 50mm、100mm、330mm 直径发动机下实现了气氢、液氧、煤油、空气的稳定旋转爆震。并 用实验验证了旋转爆震在发动机中长时间稳定传播的可能性。对比研究了推进剂流量、燃烧 室宽度当量比等因素的影响，推进剂总质量流率与集气腔平均压力之间的互相影响和喷注压 力对发动机工作性能的影响等。另外他们对小尺寸发动机推力实验发现爆震发动机具有较高 的工作效率与推力。

波兰和日本针对连续旋转爆震开展了试验研究[8]，试验成功起爆并得到了稳定传播的爆 震波，他们对燃烧室内的高频压力振荡进行测量。他们认为，紧接着爆震波后的燃烧产物具 有很高的周向速度(约 0.5 倍 CJ 速度)，其离心效应使得环形燃烧室外壁压力高，内壁压力低， 压力梯度的存在有利于燃料从内壁喷射，是爆震波能够持续旋转的根本保证。论文网

2 RDE 的理论数值模拟研究现状

数值模拟方面，Zhdan 等结合相关的理论分析对旋转爆震波进行了平面内的二维数值研 究，得到了符合实验定性的旋转爆震流场。

1978 年 Taki and Fujiwara[9]这方面进行了早期的数值研究，用两步化学反应模型来对旋 转爆震发动机进行二维数值模拟。

Manabu Hishida[10]等基于简单的二维化学反应模型，对旋转爆震的流场结构进行了详细 分析，并得到了稳定旋转的爆震波。模拟结果显示，旋转爆震波是斜激波和子爆震波的复合 波，这种复合波有非受限爆震的特点。但可能是因为 Kelvin-Helmholtz 的不稳定性，导致形 成没有反应的气囊，并由斜激波和子爆震波的结合点处进入到反应产物区。

Takayuki Yamada[11]等模拟了计算面积、点火能量对旋转爆震极限值的影响和点火能量对 RDE 比冲的影响。

Douglas Schwer[12]在数值模拟中首次将喷注腔与喷注孔考虑在内，对比研究了理想喷注模 型与喷孔喷注模型 RDE 内流场结构及发动机性能差异，并通过改变微型喷注孔的形状角度探

本科毕业设计说明书 第 3 页 索燃烧室爆震波对喷注腔压力的影响规律。数值研究结果显示，由于爆震波与射流间的相互 作用，喷孔喷注模型即使更加复杂但对发动机推力性能提升不大。