[發明專利]一種帶有引射器的脈沖爆震發動機及主爆震管加工方法

無效

• 申請號: 201110051631.2
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102174913A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 黃希橋;陳樂;白瑩;嚴傳俊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02K9/62
• 分類號: F02K9/62;F02K9/60
• 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

本發明涉及發動機領域，具體為一種帶有引射器的脈沖爆震發動機及主爆震管加工方法。

背景技術

脈沖爆震發動機(PDE)是一種利用脈沖式爆震波產生推力的新概念發動機，由于脈沖爆震發動機尚處在研究的初級階段，所以有許多方面面臨著挑戰和難題，尤其是增加發動機推力方面。目前，對一個固定體積的PDE來說，一般可以通過兩種方式提高推力性能：一種是提高重復率，一種是提高單位脈沖的沖量。

對于第二種方法，可以通過改變進氣道、爆震段、尾噴管等的結構來增加推力，但是從近幾年的國內外研究來看，僅通過上述手段對推力沒有大幅度的改善。而采用在發動機尾部增加一個引射器，則能明顯增加發動機的推力。目前國內外對于引射器結構有很多研究，但大多研究集中在主流為穩態時，而主流為非穩態時的研究比較少，只有零星的報道提出引射器入口形狀主要以圓形鈍體為主，這種結構氣動面積小，不利于引射器卷吸周圍空氣，從而減小了隱射量，降低了引射器的增推效果。另外，若能在引射器內部再次點火(二次點火)爆震，也將大大提高發動機的推力。

在脈沖爆震發動機工作時，高頻爆震波通過爆震管內壁表面，將一部分熱量傳給管壁，導致發動機管壁溫度急劇上升，這部分熱量對脈沖爆震發動機的性能沒有任何貢獻，反而會使發動機管壁過熱而對其工作的壽命、穩定性等方面產生危害。同時研究發現當用來供給發動機的燃油溫度較高時，能使燃油容易實現閃蒸，從而減小爆燃向爆震的轉化(DDT)距離。國內外目前已經研究過利用燃油來冷卻發動機管壁，吸收管壁廢熱來提高燃油溫度，然后將燃油供給發動機使用，對不同爆震頻率下的管壁使用燃油來冷卻，一方面能夠降低發動機的管壁溫度，提高發動機的熱疲勞壽命；另一方面使用已吸收廢熱的燃油作為發動機燃料，改善燃油的霧化和蒸發，易于形成爆震，同時縮短DDT距離。但是目前大多數的換熱器結構換熱不均勻，流動性差，存在安全隱患。

發明內容

要解決的技術問題

為了有效提高脈沖爆震發動機推力，本發明提出了一種帶有引射器的脈沖爆震發動機及主爆震管加工方法。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種帶有引射器的脈沖爆震發動機，包括主爆震管，其特征在于：還包括有引射器，引射器進口一端為喇叭形擴張段，其余為圓柱段，擴張段壁面為1/4圓弧壁面，圓弧半徑R與圓柱段內徑D的關系為：2/5≤R/D≤3/5；引射器與主爆震管同軸安裝，且主爆震管內徑d與引射器圓柱段內徑D的關系為：2/5≤d/D≤3/5，主爆震管伸入引射器內的一端端面與引射器擴張段外端端面的軸向距離為L，L與主爆震管內徑d的關系為：2≤L/d≤6，主爆震管的管壁內部開有螺旋通道，螺旋通道在主爆震管外壁面上開有進口，進口與進油嘴固連，螺旋通道在主爆震管伸入引射器內的一端端面上開有若干出口，出口與燃油噴嘴固連。

本發明的優選方案，其特征在于：圓弧半徑R與圓柱段內徑D的關系為：R/D＝0.5。

本發明的優選方案，其特征在于：主爆震管內徑d與引射器圓柱段內徑D的關系為：d/D＝0.5。

所述帶有螺旋通道的主爆震管的加工方法，其特征在于：首先加工主爆震管管壁，管壁厚度等于常規爆震管管壁厚度與螺旋通道深度之和；其次在加工好的主爆震管管壁上開出螺旋形凹槽；最后加工出一個內徑為主爆震管外徑的套管，將帶螺旋形凹槽的主爆震管嵌入套管中并兩端焊接固定。

有益效果

本發明通過設計引射器進口結構及主爆震管與引射器結構關系，實現了較好的引射效果，同時設計了主爆震管管壁內的螺旋通道，使得二次點火的燃油能夠在管壁內充分加熱，既有利于減小二次爆震的DDT距離，也能夠降低主爆震管的溫度，提高主爆震管的熱疲勞壽命。

附圖說明

圖1：本發明的結構示意圖；

圖2：本發明的平面圖；

圖3：引射器結構圖；

其中：1、引射器；2、燃油噴嘴；3、螺旋通道；4、進油嘴；5、主爆震管。

具體實施方式

下面結合具體實施例描述本發明。

實施例：

參照附圖1和附圖2，本實施例包括引射器1，燃油噴嘴2，螺旋通道3，進油嘴4和主爆震管5。