超燃发动机由于其在高马赫条件下的优良性能，目前被广泛地应用在高超声速飞行器的推进系统中。该发动机的主要工作原理是，超声速气流经Laval管增速，与横向喷射的碳氢燃料（主要是煤油）混合，经燃烧促使飞行器高超速飞行，如图1所示。然而，由于气流速度高、燃烧室长度有限，致使燃料在该发动机燃烧室中停留的时间极短，进而造成气流与燃料混合效率低，结果严重影响了发动机的工作效能。因此，研究横向喷射煤油与高速气流间混合及雾化质量具有重要的理论和现实意义。
图1 超然发动机应用与性能分析示意图
自2016年，工学院机械结构与生物力学实验室朱林教授团队，在徐胜利教授（现为清华大学宇航学院教授）的指导下，与中科大刘维来老师合作，在国家自然科学面上基金、重点基金等项目的支持下，深入研究了煤油喷嘴工况参数，如喷嘴尺度、喷嘴倾斜角度以及喷射压力对煤油―气流混合雾化质量的影响（图2）。同时，考虑到高速气流对燃烧室腔室结构的冲击效应，率先提出局部优化燃烧室几何结构，并进一步研究这种结构改变的可行性和有效性（图3）。
图2 超然发动机不同工况条件下煤油气流混合雾化示意图
图3 结构改进后超然发动机不同喷嘴孔径下煤油气流混合雾化示意图
目前，上述工作连续在国际知名航空期刊Acta Astronautica和美国化学学会期刊ACS Omega共发表5篇高水平SCI索引论文，朱林教授均为第一作者或通讯作者；已毕业硕士生戚银银2017年度获得该年度国家奖学金、安徽省三好学生和校优秀毕业硕士论文。（文/图/朱林 编辑/陈鑫诚 审核/杨洋）
