[發明專利]一種多管脈沖爆震發動機的爆震管結構

無效

• 申請號: 201010610313.0
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102042121A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 范瑋;彭暢新;袁成;王瑋;張群;嚴傳俊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02K7/02
• 分類號: F02K7/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及脈沖爆震發動機領域，具體為一種多管脈沖爆震發動機的爆震管結構。

背景技術

脈沖爆震發動機是一種利用間歇性爆震波產生的高溫、高壓燃氣來產生推力的新概念推進裝置。多管并聯的脈沖爆震發動機具有熱循環效率高、結構簡單、推力范圍寬等一系列優點。但多管并聯的脈沖爆震發動機需要解決每個單管的可靠點火問題，目前多管脈沖爆震發動機點火一般采用弱火花點火和射流點火兩種方式。前者通過對點火區的優化設計，在點火區內形成可燃混氣低速區及合適點火的混氣濃度，通過爆燃向爆震轉變(DDT)實現爆震燃燒，這是現有的多管脈沖爆震發動機普遍采用的點火方式。后者一般是通過點燃預爆管內的混合物，燃氣進入主燃燒室并點燃主燃燒室的混氣來實現點火。弱火花點火雖然形式簡單，但是需要一段較長的DDT距離，較長的DDT距離會限制發動機頻率的提高，不利于提高發動機性能，且若點火區設計不佳，導致點火區內燃料過貧或過富，都將不能實現可靠的點火。熱射流點火雖然點火能量較大，能夠減小DDT距離，但是這種點火方式需要一個預爆管來引爆多個主爆震管，預爆管需要一套額外的油氣供給及點火系統，增加了系統的復雜性，同時也會帶來預爆管與主爆管的工作匹配問題。

發明內容

要解決的技術問題

為解決現有點火方式不能兼顧結構簡單和較高點火能量的不足，本發明提出了一種多管脈沖爆震發動機的爆震管結構。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種多管脈沖爆震發動機的爆震管結構，其特征在于：包括至少2個爆震管，所有爆震管的中心軸線沿圓周方向均勻分布，沿圓周方向相鄰的兩個爆震管采用圓弧形聯焰管相連通，聯焰管內徑與爆震管內徑之比為1/3～1，聯焰管中心軸線距爆震管燃料噴口的距離為爆震管內徑的2～4倍，在每個聯焰管管壁中間位置安裝有點火器。

所述一種多管脈沖爆震發動機的爆震管結構的優選方案，其特征在于：單個聯焰管中心軸線的長度為單個爆震管外徑的1～2倍。

有益效果

本發明提出的一種多管脈沖爆震發動機的爆震管結構綜合了弱火花小能量點火以及射流點火方式的優點。一方面由于聯焰管與其相連的兩個爆震管相通，相鄰兩個爆震管內的可爆混氣都能進入聯焰管，這使得聯焰管內的燃料不會過貧；而聯焰管位于爆震管側壁，其內徑不大于爆震管內徑，使得進入聯焰管內的燃料不會過富，從而有利于聯焰管內的可靠小能量點火。另一方面，點火器同時點火后，與每個爆震管相連的兩個聯焰管內的壓縮波和火焰同時相向傳出聯焰管，在爆震管的點火室內相遇并點燃爆震管內混合燃氣，這與點火器給單個爆震管點火的情形相比，點火室初始時刻的壓力和火焰強度會明顯增大，使得DDT距離縮短。此外，對于吸氣式脈沖爆震發動機，在爆震波形成后，單個爆震管內的回傳爆震波在經過聯焰管區域時，聯焰管形成的連通區域能有效削弱回傳爆震波的強度，從而減小壓力反傳。而連通區域也使得多個爆震管之間的管內環境趨于一致，這有益于保持多管之間工作的同步。

附圖說明

圖1：本發明的結構圖；

其中：1、爆震管；2、燃料噴口；3、聯焰管；4、聯焰孔；5、點火器。

具體實施方式

下面結合具體實施方式描述本發明。

實施例1：

本實施例中的多管脈沖爆震發動機的爆震管結構包括有6個爆震管1，單個爆震管內徑為50mm，管壁厚為4mm，單個爆震管總長為1500mm；6個爆震管的中心軸線沿圓周方向均勻分布，即6個爆震管的中心軸線在同一個圓周面上，圓周直徑為250mm，且相鄰兩個爆震管中心軸線的圓心角相同均為60°。

相鄰兩個爆震管之間通過聯焰管3相連通，每個聯焰管3均為圓弧形，且圓弧半徑相同為125mm，每個聯焰管3的中心軸線長度為72.8mm，為爆震管外徑的1.26倍。聯焰管內徑為20mm，為爆震管內徑的0.4倍，聯焰孔中心距爆震管燃料噴口的距離為150mm，為爆震管內徑的3倍，在每個聯焰管3管壁中間位置安裝有點火器5。