[發(fā)明專利]主動(dòng)冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法和起動(dòng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810159005.7
• 申請(qǐng)日: 2018-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108413443B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)┎?/a>;袁濤;范學(xué)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): F23R3/28
• 分類號(hào): F23R3/28;F23R3/02;F02K7/10
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明提供一種主動(dòng)冷卻沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法和起動(dòng)裝置，所述方法包括：起動(dòng)開(kāi)始時(shí)，開(kāi)啟設(shè)置在主動(dòng)冷卻沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的穩(wěn)焰器上游內(nèi)壁上的第一排噴孔，向燃燒室內(nèi)噴注冷態(tài)煤油，同時(shí)開(kāi)啟氧化劑噴孔噴注氧化劑，并點(diǎn)燃；當(dāng)燃燒室冷卻槽道內(nèi)煤油壓力達(dá)到設(shè)定壓力閾值時(shí)，開(kāi)啟設(shè)置在燃燒室內(nèi)壁上的第二排噴孔并噴射熱態(tài)煤油；保證噴油孔開(kāi)啟過(guò)程火焰穩(wěn)定和燃燒性能，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)冷卻超燃發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定起動(dòng)，相比通常的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，無(wú)需采用乙炔輔助，同時(shí)也能節(jié)省點(diǎn)火的能量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種主動(dòng)冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法和起動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是近地空間飛行的理想動(dòng)力之一。在飛行馬赫數(shù)為4至7之間沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖比火箭的比沖要高很多。因?yàn)槌紱_壓發(fā)動(dòng)機(jī)利用氣道壓縮空氣來(lái)獲得氧化劑，所以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需攜帶大量的氧化劑，應(yīng)用在飛行器上降低了飛行器的重量，且增大了燃料比沖。而且超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)只由進(jìn)氣道、燃燒室和尾噴管構(gòu)成，不需要壓氣機(jī)和渦輪等旋轉(zhuǎn)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易維護(hù)。另外還可以應(yīng)用到高超聲巡航導(dǎo)彈、高超聲速飛機(jī)和空天飛機(jī)等，在軍事、商業(yè)運(yùn)用中都有著重要的戰(zhàn)略意義。

主動(dòng)冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程一般如下：首先，將主動(dòng)冷卻燃料煤油填充到燃燒室壁面的冷卻管道，在煤油被噴射入沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)之前，向燃燒室噴注乙炔，并點(diǎn)燃乙炔，燃燒乙炔起到預(yù)熱燃燒室的作用，可以增加冷卻管道內(nèi)煤油的溫度和噴注壓力。然后在合適的條件下，將加熱后的煤油噴射入燃燒室，同時(shí)關(guān)閉乙炔的噴注，最終實(shí)現(xiàn)煤油單獨(dú)燃燒，完成沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。但采用這種方式起動(dòng)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)需要乙炔輔助，那就需要攜帶乙烯相關(guān)的存儲(chǔ)等設(shè)備；且需要安裝點(diǎn)燃乙炔的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種主動(dòng)冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法和起動(dòng)裝置，相比通常的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)省略了乙炔輔助的步驟。

第一方面，本發(fā)明提供了一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法，方法包括：

起動(dòng)開(kāi)始時(shí)，開(kāi)啟設(shè)置在沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)壁上的第一排噴孔，向發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)噴注冷態(tài)煤油，同時(shí)開(kāi)啟氧化劑噴孔噴注氧化劑，并使用火花塞點(diǎn)燃；

當(dāng)所述燃燒室主動(dòng)冷卻槽道內(nèi)油壓達(dá)到設(shè)定壓力閾值時(shí)，開(kāi)啟設(shè)置在所述燃燒室內(nèi)壁上的第二排噴孔并噴射熱態(tài)煤油；

當(dāng)所述燃燒室主動(dòng)冷卻槽道內(nèi)油壓達(dá)到設(shè)定壓力閾值時(shí)，開(kāi)啟設(shè)置在所述燃燒室內(nèi)壁上的第三排噴孔并噴射超臨界或裂解態(tài)煤油。

在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的方式中，該方法還包括：

在開(kāi)啟第一排噴孔并噴射第一狀態(tài)的煤油，或者開(kāi)啟第二排噴孔并噴射熱態(tài)煤油，或者開(kāi)啟第三排噴孔并噴射超臨界或裂解態(tài)煤油時(shí)，通過(guò)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的穩(wěn)焰裝置和向穩(wěn)焰裝置補(bǔ)充氧化劑穩(wěn)定燃燒室煤油的燃燒火焰。

在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的方式中，第一排噴孔的口徑為0.4mm；第二排噴孔的口徑為1.0mm；第三排噴孔的口徑大于第二排噴孔的口徑。

在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的方式中，第一排噴孔的噴孔數(shù)量大于第二排噴孔的噴孔數(shù)量；第二排噴孔的噴孔數(shù)量大于第三排噴孔的數(shù)量。

在一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的方式中，第一排噴孔與第二排噴孔，第二排噴孔與第三排噴孔之間的距離分別為10-20mm。

第二方面，本發(fā)明提供了一種起動(dòng)裝置：在所述燃燒室穩(wěn)焰器上游內(nèi)壁上設(shè)置有三排燃料噴孔，穩(wěn)焰器內(nèi)部設(shè)置一排氧化劑噴孔，點(diǎn)火裝置以及穩(wěn)焰裝置；

點(diǎn)火裝置用于在起動(dòng)所述沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)點(diǎn)燃噴射在所述燃燒室中的煤油；

第一排噴孔、所述第二排噴孔和所述第三排噴孔分別用于向所述燃燒室噴射不同狀態(tài)的煤油。