超声速气流点火助燃用等离子体火炬的试验研究

对一种用于超声速气流点火助燃的高频率电弧等离子体发生器的工作特性进行了试验研究。首先采用ccd高速相机、光谱分析仪对静止空气条件下的等离子体喷射过程进行了试验，获得了不同种类、不同工作气喷注压力下等离子体射流的活性粒子种类和能量分布特性；其次，采用纹影技术对超声速横向射流条件下的等离子体喷射流场结构进行了分析。研究结果表明，等离子体射流能量集中于等离子体射流的中心轴附近，并且在中心轴下游2cm左右达到了最大衰减。等离子体的喷注压力对等离子体射流的能量分布和光谱特性影响较大。当等离子体的工作介质为n2时，喷注压力由0.3mpa增大至0.5mpa，等离子体射流具有比较好的能量交换过程。通过光谱分析发现，氮气等离子体的组成是氮原子和氧原子，其强度随着与喷嘴距离的增大而减小，随着工作压力的增大而增大。等离子射流横向喷入超声速流场对主流的阻碍作用导致弓形激波的形成，它能有效促进活性粒子和来流的掺混过程。