Tests of the JAPHAR dual mode ramjet engine

摘要

En 1997, l'Onera et le DLR ont décidé de travailler en commun sur les véhicules hypersoniques aérobie, dans le cadre du programme JAPHAR. Pour ce faire, un démonstrateur en vol a été choisi comme base de travail et un stato-mixte a été conçu pour ce véhicule. En a été dérivé un statomixte destiné à des expérimentations au sol. Une première campagne d'essais a été réalisée pour des Mach de vol simulés de 4.9, 5.8 et 7.5 [P. Novelli, W. Koschel, ISABE paper 99-7091, in : 14th Symp. ISABE, Florence, Italy, 1999 ; O. Dessornes, D. Scherrer, P. Novelli, ISABE paper 2001-1135, Bengalore, India] poursuivie par des essais complémentaires qui ont permis de peser le moteur. Finalement, une campagne d'essais supplémentaire a été effectuée en 2003, avec un système d'injection modifié et avec un calorimètre qui permet de déterminer expérimentalement le rendement de combustion, ce qui n'était pas le cas auparavant. Pour assurer son fonctionnement en statomixte, la chambre de combustion comporte deux étages d'injection. Le premier est principalement dédié à la combustion supersonique alors que le second permet d'assurer la combustion subsonique, avec un col thermique situé près de la fin de chambre. Les principaux résultats expérimentaux sont présentés et des comparaisons avec des calculs Naviers-Stokes 3D sont également discutées.%In 1997, ONERA and DLR decided to join their efforts on hypersonic air-breathing vehicles in the frame of the JAPHAR program. For this purpose, a vehicle demonstrator has been chosen as a guideline for the studies and a dual mode ramjet engine has then been designed for this vehicle. An experimental scramjet has been derived from it. A first tests campaign has been performed for simulated flight Mach number of 4.9, 5.8 and 7.5 [P. Novelli, W. Koschel, ISABE paper 99-7091, in: 14th Symp. ISABE, Florence, Italy, 1999; O. Dessornes, D. Scherrer, P. Novelli, ISABE paper 2001-1135, Bengalore, India] followed by complementary tests that consisted of weighing the test chamber. Finally, an additional test campaign was carried out in 2003 with a modified injection set-up and also with a calorimetry device that allowed to determine the combustion efficiency experimentally, which wasn't done before. In order to work as a dual mode ramjet, the combustion chamber has two injection stages. The first is mainly dedicated to supersonic combustion whereas the second allows to have a subsonic combustion with a thermal throat located near the chamber end. The main experimental results are discussed and comparisons with 3D Naviers-Stokes computation are also presented.