[發明專利]一種脈沖爆震發動機射流點火裝置

無效

• 申請號: 201210092779.5
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102619643A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 王治武;彭暢新;鄭龍席;陳星谷;范瑋
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02K7/02
• 分類號: F02K7/02;F02K9/95
• 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

本發明涉及發動機技術領域，尤其涉及一種脈沖爆震發動機射流點火裝置。

背景技術

脈沖爆震發動機是一種利用間歇性的爆震波產生的高溫、高壓燃氣來產生推力的新概念推進裝置。按照是否自帶氧化劑，脈沖爆震發動機分為吸氣式脈沖爆震發動機和火箭式脈沖爆震發動機。

由于直接觸發爆震需要巨大的點火能量，從實用性來說，脈沖爆震發動機點火一般采用弱火花點火和預爆管點火。前者通過對點火區的優化設計和爆燃向爆震轉變(DDT)實現爆震燃燒。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。弱火花點火雖然形式簡單，但是由于點火能量小，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。預爆管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

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種脈沖爆震發動機射流點火裝置，能夠在小能量點火的前提下提高主爆管的點火能量，從而縮短DDT距離和時間，提高發動機工作頻率，進而提升發動機性能。對于吸氣式脈沖爆震發動機，由于縮短了DDT時間，一個工作循環內，發動機有更多的時間用于排氣，從而減小反傳燃氣的總壓，使得進氣道內的壓力脈動減小，從而提升吸氣式脈沖爆震發動機的推進性能。

技術方案

一種脈沖爆震發動機射流點火裝置，其特征在于包括混合室1、引流管2、點火座3、射流管5、點火器6和調節堵頭9；射流管5通過密封緊固螺母4與混合室1固定連接，調節堵頭9通過密封螺母7和緊固螺母8安裝于射流管5頂端；引流管2置于射流管5內的射流腔10中，通過固定肋11與射流管相連，且下端延伸與混合室1內；點火座3置于射流管5的一側，且位于引流管2的出口一端；混合室1內的可燃混氣，一部分經由引流管2流入射流腔10，另一部分直接進入射流腔10，這兩部分可燃混氣相遇后在射流腔10內形成低速區域；此時由點火器6點燃可燃混氣，燃燒波與火焰在射流腔10內不斷發展，強度增強，形成一股熱射流后沖入爆震室點燃爆震室內的可燃混氣并最終形成爆震。

所述射流管與混合室的夾角為30°-150°。

所述引流管內徑與射流管內徑的比值為0.25-0.5。

有益效果

本發明提出的一種脈沖爆震發動機射流點火裝置，有益效果是：一般來說，弱火花點火由于點火能量很小，需要較長的DDT時間和距離。這會限制發動機工作頻率的進一步提高，也就限制了發動機的推進性能的進一步提升。對于吸氣式脈沖爆震發動機來說，較長的DDT時間及距離除了有上述影響外，還會使得其進氣道出現較大的壓力脈動，進一步影響發動機工作穩定性。這是因為吸氣式脈沖爆震發動機存在壓力前傳的問題，而較長的DDT距離需要較長的排氣時間，爆震波傳出爆震室后，發動機尾部產生的膨脹波束來不及追上前傳的壓力波并削弱其壓力，使得反傳燃氣一直傳入進氣道。本發明能有效改善上述問題。弱火花點火具有簡便易行的特點，本發明仍繼承了這一優點，但是在采用弱火花點火的基礎上放大了點火能量。可燃混氣在射流管內被點燃后，燃燒波不斷發展，當火焰傳出射流管進入爆震室時，相當于一股熱射流去點燃爆震室內的可燃混氣。這股熱射流的能量比普通點火釋放出的能量顯然要大很多。所以，相比于普通點火，爆震波會在更短的時間及距離內產生，也就是縮短了DDT時間及距離。這樣，爆震室的長度可以進一步縮短，從而提高發動機的工作頻率。另外，對于吸氣式脈沖爆震發動機，如上所述，縮短了爆震室后，發動機內的排氣負擔減小，使得發動機出口產生的膨脹波束能夠更快地趕上前傳的壓力波，減小進氣道內的壓力擾動，在提升發動機工作穩定性的同時獲得更好的推進性能。

附圖說明

圖1：本發明的結構圖；

圖2：本發明的應用實施例示意圖；

1-混合室，2-引流管，3-點火座，4-密封緊固螺母，5-射流管，6-點火器，7-密封螺母，8-緊固螺母，9-調節堵頭，10-射流腔，11-固定肋，12-圓柱形結構，13-進氣道壁，14-進氣錐，15-燃油噴嘴，16-爆震加強裝置，17-爆震室。

具體實施方式

現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述：