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Enhancing detonation propulsion with jet in cross-flow: A comprehensive review
Progress in Aerospace Sciences ( IF 11.5 ) Pub Date : 2024-06-25 , DOI: 10.1016/j.paerosci.2024.101020 Bo Zhang
Progress in Aerospace Sciences ( IF 11.5 ) Pub Date : 2024-06-25 , DOI: 10.1016/j.paerosci.2024.101020 Bo Zhang
Compared with traditional deflagration-based systems, detonation-based propulsion systems offer significant potential benefits in terms of efficiency and specific impulses in the field of advanced aerospace propulsion technologies. However, the successful implementation of these technologies faces several key challenges, particularly in achieving reliable, stable, and robust detonation wave propagation. This paper examines the use of Jet in Cross-Flow (JICF) as a means of enhancing detonation propulsion performance. The fundamental principles of the three main detonation propulsion systems are first outlined, along with the primary techniques employed to stimulate detonation wave propagation, such as the use of solid and fluidic obstacles. This paper provides an in-depth analysis of how JICF can be leveraged to improve the deflagration-to-detonation transition (DDT) and overall detonation propulsion. The influences of key JICF parameters, including the jet delay time, pressure, temperature, nozzle width, and location, are investigated in detail. The underlying flow physics and mechanisms by which the JICF enhances detonation are also explored, encompassing the formation of precursor shock waves, flow instabilities, flame evolution dynamics, etc. Finally, the practical application of the JICF in different detonation engines is discussed, highlighting the benefits it can provide in terms of improved operation, efficiency, and reliability. The current research challenges and future research directions for the application of JICF in detonation propulsion are discussed. The results present a thorough and up-to-date assessment of the state-of-the-art in utilizing JICF to advance the development of high-performance detonation-based propulsion systems.
中文翻译:
利用横流射流增强爆轰推进力:全面综述
与传统的基于爆燃的系统相比,基于爆震的推进系统在先进航空航天推进技术领域的效率和比冲方面具有显着的潜在优势。然而,这些技术的成功实施面临着几个关键挑战,特别是在实现可靠、稳定和鲁棒的爆震波传播方面。本文研究了使用交叉流射流 (JICF) 作为增强爆炸推进性能的一种手段。首先概述了三种主要爆炸推进系统的基本原理,以及用于刺激爆炸波传播的主要技术,例如使用固体和流体障碍物。本文深入分析了如何利用 JICF 来改善爆燃到爆炸的转变 (DDT) 和整体爆炸推进力。详细研究了关键 JICF 参数的影响,包括喷射延迟时间、压力、温度、喷嘴宽度和位置。还探讨了 JICF 增强爆震的基本流动物理和机制,包括前驱激波的形成、流动不稳定性、火焰演化动力学等。最后,讨论了 JICF 在不同爆震发动机中的实际应用,强调了它可以在改进操作、效率和可靠性方面提供好处。讨论了 JICF 在爆震推进中应用当前的研究挑战和未来的研究方向。研究结果对利用 JICF 推进高性能爆震推进系统开发的最新技术进行了全面、最新的评估。
更新日期:2024-06-25
中文翻译:
利用横流射流增强爆轰推进力:全面综述
与传统的基于爆燃的系统相比,基于爆震的推进系统在先进航空航天推进技术领域的效率和比冲方面具有显着的潜在优势。然而,这些技术的成功实施面临着几个关键挑战,特别是在实现可靠、稳定和鲁棒的爆震波传播方面。本文研究了使用交叉流射流 (JICF) 作为增强爆炸推进性能的一种手段。首先概述了三种主要爆炸推进系统的基本原理,以及用于刺激爆炸波传播的主要技术,例如使用固体和流体障碍物。本文深入分析了如何利用 JICF 来改善爆燃到爆炸的转变 (DDT) 和整体爆炸推进力。详细研究了关键 JICF 参数的影响,包括喷射延迟时间、压力、温度、喷嘴宽度和位置。还探讨了 JICF 增强爆震的基本流动物理和机制,包括前驱激波的形成、流动不稳定性、火焰演化动力学等。最后,讨论了 JICF 在不同爆震发动机中的实际应用,强调了它可以在改进操作、效率和可靠性方面提供好处。讨论了 JICF 在爆震推进中应用当前的研究挑战和未来的研究方向。研究结果对利用 JICF 推进高性能爆震推进系统开发的最新技术进行了全面、最新的评估。