氢气具有来源广、清洁环保、可储存和可再生等优势,被视为21世纪一种重要的清洁能源,受到了各国的广泛关注和支持.同时,氢能作为重要的工业原料,广泛应用于工业、石油炼制、合成氨生产和金属精炼等领域.近年来,氢气在能源领域出现了新的应用,由于设备结构简单、压缩氢气生产能耗低、充放气速度快等独特优势,高压下氢气储运已成为具有很大商业应用前景的常用方法,例如燃料电池汽车(FCV)和氢燃料站(HFS)的开发和使用.由于氢气体积能量密度低,且很容易被压缩,因此气态氢气通常在约70 MPa的压力下储存在FCV中.

笔者研究了一个有突扩台阶的氢燃料高超声速冲压发动机模型的气体动力学特性和推力特性.氢气从位于燃烧室突扩台阶后的支板逆来流喷注, 测量了氢气燃烧状态下模型发动机壁面的压力分布和推力收益数据.实验结果表明,在氢气的当量油气比为0.35～0.8的范围,在本模型流道构型条件下,氢气自燃,并随当量油气比的增加,燃烧室内压力增加,获得的推力收益增大,最大推力收益达到500N.实验在CARDC的脉冲燃烧风洞中进行,实验马赫数为6,总温1850K,总压5.5MPa.