[發(fā)明專(zhuān)利]一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710820050.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107476898B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范瑋;李清安;王致程;張啟斌;王永佳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F02K7/02
• 分類(lèi)號(hào): F02K7/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提出了一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)，屬于脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。由緩沖腔(2)、刺形肋片(3)、泄壓道(4)、內(nèi)涵道外殼(5)，以及外涵道外殼(6)組成。其中，緩沖腔(2)為內(nèi)涵道外殼(5)與刺形肋片(3)圍成的小腔；刺形肋片(3)在內(nèi)涵道中，其根部與內(nèi)涵道外殼(5)的內(nèi)側(cè)相連；泄壓小孔(4)為連通內(nèi)涵道與外涵道的通道；內(nèi)涵道外殼(5)的中軸線、外涵道外殼(6)的中軸線與爆震燃燒室(1)的中軸線同軸。本發(fā)明能夠在進(jìn)氣流阻較小的情況下，有效地抑制吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)夂蛪毫η皞鳎瑫r(shí)降低其推力損失，進(jìn)一步推動(dòng)吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的工程應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

采用爆震燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)較常規(guī)等壓燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)具有更低的熵增，將會(huì)成為未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的燃燒方式。脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)(Pulse Detonation Engine,PDE)是一種利用間歇式爆震燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)鈦?lái)產(chǎn)生周期性推力的新概念發(fā)動(dòng)機(jī)。其單次循環(huán)包括：新鮮可燃混氣的填充、點(diǎn)火及爆震波的形成、爆震波的傳播以及已燃?xì)怏w的排出四個(gè)主要過(guò)程。提高PDE工作頻率是現(xiàn)在主要的研究?jī)?nèi)容，其關(guān)鍵是縮短新鮮可燃混氣的填充過(guò)程與已燃?xì)怏w的排出過(guò)程所消耗的時(shí)間。它有兩種工作模態(tài)，火箭式與吸氣式。火箭式PDE(Pulse Detonation Rocket Engine,PDRE)在工作時(shí)需自身攜帶氧化劑，而吸氣式PDE(Air-breathing Pulse Detonation Engine,APDE)自身不攜帶氧化劑，工作時(shí)以從外界吸入空氣中的氧為氧化劑。APDE較PDRE有更大的比沖，有著更為深遠(yuǎn)的潛在優(yōu)勢(shì)。

APDE在工作時(shí)，爆震燃燒過(guò)程中形成的高壓將以壓縮波的形式沿內(nèi)通道向前傳播，同時(shí)燃?xì)庖矊⑶皞鳌４诉^(guò)程將改變APDE進(jìn)氣道的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，影響正常進(jìn)氣，并造成一定的推力損失。現(xiàn)有的抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)在抑制反壓的同時(shí)具有較大流阻，增加了新鮮可燃混氣的填充時(shí)間，不利于APDE進(jìn)一步的工程應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了克服APDE工作過(guò)程中燃?xì)馇皞鲉?wèn)題所帶來(lái)的進(jìn)氣困難、推力損失以及現(xiàn)有抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)氣流阻大的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)，布置于爆震燃燒室與進(jìn)氣道之間，能夠在進(jìn)氣流阻較小的情況下，有效抑制燃?xì)夂蛪毫η皞鳎瑫r(shí)降低推力損失。

技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述的一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)，由緩沖腔(2)、刺形肋片(3)、泄壓道(4)、內(nèi)涵道外殼(5)，以及外涵道外殼(6)組成，其特征在于：所述緩沖腔(2)為內(nèi)涵道外殼(5)與刺形肋片(3)圍成的小腔；所述刺形肋片(3)在內(nèi)涵道中，其根部與內(nèi)涵道外殼(5)的內(nèi)側(cè)相連；所述泄壓道(4)為連通內(nèi)涵道與外涵道的通道，其在內(nèi)涵道外殼(5)內(nèi)側(cè)的開(kāi)口位置位于刺形肋片(3)的根部且相對(duì)于進(jìn)氣道(7)來(lái)流方向的下游側(cè)；所述內(nèi)涵道外殼(5)的中軸線、外涵道外殼(6)的中軸線與爆震燃燒室(1)的中軸線同軸，構(gòu)成內(nèi)、外涵雙通道；所述內(nèi)、外涵雙通道前端與進(jìn)氣道(7)相連，后端與爆震燃燒室(1)相連。

所述的一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)，其特征在于：所述刺形肋片(3)的頂端指向內(nèi)涵道的下游且與內(nèi)涵道外殼(5)的軸線的夾角小于90度。

所述的一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)，其特征在于：所述刺形肋片(3)的頂端與內(nèi)涵道軸線的垂直距離和爆震燃燒室(1)的半徑相等，即內(nèi)涵道的中心通道截面積與爆震燃燒室(1)截面積相等。

所述的一種吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)抑制燃?xì)馇皞鞯慕Y(jié)構(gòu)，其特征在于：所述泄壓道(4)為“U”型回轉(zhuǎn)通道，且泄壓方向與內(nèi)涵道外殼(5)的軸線的夾角小于90度，指向外涵道的下游。