[發明專利]一種超聲速爆震燃燒室及其起爆與自持控制方法

有效

• 申請號: 201610886799.8
• 申請日: 2016-10-11
• 公開（公告）號: CN106352372B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 蔡曉東;梁劍寒;林志勇;劉世杰;陳偉強
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: F02K9/62
• 分類號: F02K9/62;F02K7/14;F02C7/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 陳立新

技術領域

本發明涉及超聲速來流條件下爆震起爆與穩定自持傳播，尤其涉及超聲速爆震發動機的設計與實現。

背景技術

目前在世界范圍內研發的超聲速爆震燃燒室及起爆與自持方法還很少見，一方面因為爆震研究當前主要集中于靜止氣中，另一方面在超聲速來流條件下開展爆震起爆與自持研究難度相當大。在靜止氣中采用熱射流進行爆震起爆已有相關報道[1-8]，通過強射流在靜止氣中實現爆震直接起爆。然而超聲速來流同靜止氣有明顯區別，且相關研究相對很少，沒有相關專利。此外，對于超聲速來流條件下爆震的自持傳播控制的研究則更少，也沒有任何專利報道。

Moen,I.O.,Bjerketvedt,D.,Jenssen,A.,and Thibault,P.A.1985.Transition to Detonation in Large Fuel-Air Cloud.Combustion and Flame,61,2.

Ungut,A,Philip,J.,and Shuff,J.1989.Deflagration to Detonation Transition from aVenting Pipe.Combustion Science andTechnology,63,pp.75-87.

F.,Carnasciali,J.H.S.,Lee,R.,Knystautas and F.,Fineschi.1991.Turbulent Jet Initiation ofDetonation.Combustion andFlame,84,1-2.

Dorofeev,S.B.,Bezmelnitsin,A.V.,Sidorov,V.P.,Yankin,J.G.,and Matsukov,I.D.1996.Turbulent Jet Initiation of Detonation in Hydrogen-Air Mixtures.Shock Waves,6,1.

Murase,E.,Ono,S.,Hanada,K.,Oppenheim,A.K.1996.Initiation of combustion in lean mixtures by flame jets.Combustion Science and Technology,113-114,pp.167–177.

Lieberman,D.H.,Parkin,K.L.,and Shepherd,J.E.2002.Detonation Initiation by a Hot Turbulent Jet forUse in Pulse Detonation Engines.AIAA 2002-3909.

John,L.Hoke,Royce,P.Bradley,Jason,R.Gallia and Frederick,R.Schauer.2006.The Impact of Detonation Initiation Techniques on Thrust in a Pulsed Detonation Engine.AIAA 2006-1023.

ShiJie,Liu,ZhiYong,Lin,WeiDong,Liu,Wei,Lin,FengChen,Zhuang.2012.Experimental Realization ofH2/Air Continuous Rotating Detonation in a Cylindrical Combustor.Combustion Science and Technology,184,9.

現有在靜止氣中采用熱射流進行起爆的設計，對熱射流的能量要求非常高，這樣采用有效實現爆震快速起爆。通常情況下，在實際應用中獲取高能量的熱射流難度比較大，應用起來相對不是很方便。

發明內容

為了克服現有爆震起爆的技術缺陷，在本發明中，借助于凹腔與擴張型面的作用，采用相對較少能量的熱射流就可以成功實現超聲速來流條件下的爆震起爆，對熱射流能量要求較低，使得爆震成功起爆更加容易。此外，在凹腔和擴張型面的共同作用下，爆震波面能夠基本穩定在一定范圍內，在超聲速來流條件下實現相對駐定自持傳播，從而能夠穩定應用于爆震發動機中。