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发表于 2024-8-24 18:56:25
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燃料主动冷却和燃烧组织是制约吸气式高马赫飞行的关键技术瓶颈。国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)交叉科学部设立“高马赫发动机燃料主动冷却和燃烧过程关键问题”专项,开展多学科交叉研究,为我国新型空天飞行器的快速发展提供科学依据和基础支撑。
一、科学目标
本专项聚焦可重复使用高马赫(马赫8+)冲压发动机燃料主动冷却和燃烧组织需求,探索物理化学、流体力学、动力工程及工程热物理等多学科协同研究机制,发展燃料裂解气燃烧动力学机理,建立高温结焦抑制方法,实现裂解气稳定流动和强化传热调控,开展燃烧室集成实验验证,突破高马赫发动机燃料主动冷却技术瓶颈。
二、拟资助研究方向
(一)碳氢燃料裂解/结焦/燃烧机理和动力学建模。
针对高马赫冲压发动机燃料冷却和燃烧组织关键基础问题,研究碳氢燃料高温裂解和结焦机制;发展裂解结焦和燃烧反应测量方法;研究高速空气-燃料分子碰撞传能和电子激发态对燃烧反应的影响;建立工程尺度裂解/燃烧多燃料适用动力学模型。
(二)燃料高温结焦抑制和过程调控方法。
针对高马赫冲压发动机燃料裂解流动换热和高温结焦技术瓶颈,发展燃料热沉提升和结焦抑制方法,实现普通碳氢燃料800℃以上小时级稳定实验运行;发展高温裂解气换热系数等物性测量方法;发展燃料裂解/换热动态耦合的稳定换热调控方法。
(三)发动机燃烧室燃料主动冷却新方法。
针对高马赫冲压发动机燃烧室复杂热流条件,开展碳氢燃料新型冷却结构和冷却匹配方案研究;开展燃料裂解和燃烧室壁面热流耦合数值模拟方法研究;实现燃料热沉高效利用,完成模拟马赫8飞行的燃料主动冷却燃烧室地面实验验证,形成燃料主动冷却新方法。
三、资助期限和资助强度
本专项项目资助期限为5年,项目研究期限应填写“2024年6月1日-2029年5月31日”,拟资助1项,直接费用为1500万元。 |
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