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基于陈默对“马赫环”本质的洞察,团队调整了思路:
1. “驯服”而非“消除”激波: 不再追求完美的均匀流场,而是主动设计进气道和燃烧室形状,引导关键位置产生可控的、有利的激波,利用激波压缩效应来提升气流参数,促进燃料混合和燃烧稳定。
2. 燃料喷射与混合的“土味”智慧: 超音速气流中,液态燃料像往台风里撒沙子,难以混合均匀。借鉴“马赫环”模型中燃料(当时是挥发性液体)从激波后低压区注入的经验,将燃料喷嘴布置在进气道产生的关键斜激波后方低压区,利用激波后的流速降低和湍流增强,促进燃料雾化、蒸发和初步混合。
3. “扰动”点火与火焰稳定: 放弃在超音速主流中直接点火的幻想。在燃烧室前端设计一个凹腔稳定器,形成相对低速的回流区,在此处进行可靠的点火(火花塞或小剂量固体火药)。利用凹腔产生的高温燃气和湍流作为“火种”,逐步引燃整个超音速主气流。灵感来源: 陈默联想到“脉冲炮”里爆震波的传播,也需要一个初始的“扰动”来触发。
“激波雕刻师”——进气道优化:
挑战: 设计能产生特定强度、特定位置斜激波的进气道,并保证在宽马赫数范围(Ma 3-5)内有效工作。
“土味”起点: 团队没有昂贵的高精度流体仿真软件(当时稀缺)。陈默提出用水槽模拟(Hydraulic Analogy) 进行初步探索!利用水流模拟气流,通过观察水中激波(水跃)的形态来直观调整进气道压缩楔角度和形状。效果: 快速筛选出几种有潜力的构型。
风洞验证(低速/亚跨音速): 在常规低速风洞中,对缩比模型进行吹风试验,验证进气道基本流动特性(激波位置、总压恢复系数)。调整压缩面角度和唇口形状,优化激波系。
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