[發明專利]后掠圓弧型氣動霧化蒸發式穩定器

有效

• 申請號: 201811528926.2
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109631085B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 任加萬;梁俊龍;李光熙;周杰;付莉莉;許軍民;陳開拓;楊振鵬
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38;F02K7/10
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

本發明涉及一種沖壓發動機燃燒室，提供了一種后掠圓弧型氣動霧化蒸發式穩定器，解決現有機械火焰穩定器氣動損失大、穩焰范圍窄，焊接工藝復雜，導致工作可靠性低，無法滿足高馬赫數下高效穩焰要求的問題。該穩定器包括環向蒸發管，環向蒸發管來流方向上設有環形擾流體，環向蒸發管的后側管壁上設有至少一排多個圓周分布的蒸發孔；環形擾流體包括前環型體，及與前環型體相連的內側環型面和外側環型面；前環型體的前端開有多個與環向蒸發管相通的引氣口，后端與環向蒸發管相連；前環型體與外側環型面和內側環型面周向連接處的型面內設有與外置燃油相通的供油管，位于引氣口處的供油管上設有噴油嘴，其噴射方向與來流方向相交。

技術領域

本發明涉及一種沖壓發動機燃燒室，特別是涉及一種后掠圓弧型氣動霧化蒸發式穩定器。

背景技術

沖壓發動機的燃燒室是燃料化學能轉換為動能的場所，如何實現沖壓發動機在長航程、高空、高速等條件下的寬范圍、高效穩定燃燒是燃燒室設計的關鍵。在高速來流條件下，為了保證沖壓發動機燃燒室內的火焰穩定燃燒，需要在燃燒室內建立一個局部低速回流區，創造火焰傳播速度等于來流速度、燃料駐留時間大于點火延遲時間等條件，維持整個燃燒室火焰的持續存在和傳播。

現有一種亞燃沖壓發動機的工作范圍非常寬(Ma2～Ma5)，遠超過目前較為成熟型號亞燃沖壓發動機工作范圍，其寬范圍高效穩焰問題比較突出。

目前沖壓發動機中常用的機械穩焰結構(如蒸發式穩定器)雖然能夠滿足較低馬赫數(如Ma4)以下及較窄馬赫數范圍(Ma2～Ma4)內的高效穩焰要求，但其阻塞比較大，在更高馬赫數(如Ma4～Ma5)及更寬馬赫數范圍(Ma2～Ma5)內，將會產生較大的氣動損失，降低發動機性能。

另外，現有蒸發式穩定器為焊接結構，角焊縫或對接焊縫位置多達百處，油管外置，工作過程中焊縫容易開裂。

發明內容

為了解決現有機械火焰穩定器氣動損失大、穩焰范圍窄，焊接工藝復雜，導致工作可靠性低，無法滿足高馬赫數下高效穩焰要求的問題，本發明提供了一種后掠圓弧型氣動霧化蒸發式穩定器。強化了現有蒸發式穩定器的穩焰效果，將多路噴油管路、噴嘴和穩定器集成為一體，實現了噴油、氣動霧化、摻混和穩焰的一體化，可以滿足寬范圍工況的高效穩焰要求。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種后掠圓弧型氣動霧化蒸發式穩定器，其特殊之處在于：包括同心設置的環向蒸發管和環形擾流體；所述環向蒸發管的來流方向上設有所述環形擾流體，環向蒸發管的后側管壁上設有至少一排蒸發孔組，每排蒸發孔組包括多個圓周分布的蒸發孔；所述環形擾流體包括前環型體、內側環型面及外側環型面；所述前環型體的前端開有多個與環向蒸發管相通的引氣口，形成過流通道，其后端與環向蒸發管相連；所述前環型體與環向蒸發管之間設有與前環型體相連的所述外側環型面和內側環型面，且外側環型面和內側環型面與前環型體的夾角均為鈍角；所述前環型體和外側環型面周向連接處的型面內設有與外置燃油相通的外供油管，位于引氣口處的外供油管上設有外噴油嘴，其噴射方向與來流方向相交；所述前環型體和內側環型面周向連接處的型面內設有與外置燃油相通的內供油管，位于引氣口處的內供油管上設有內噴油嘴，其噴射方向與引氣口的來流方向相交。

進一步地，所述環向蒸發管上設有多個與環向蒸發管垂直相通的徑向蒸發管；所述徑向蒸發管的兩端封閉，在來流方向設有與環形擾流體相連的徑向擾流體，徑向蒸發管的后側管壁上設有至少一排多個沿徑向分布的蒸發孔；所述徑向擾流體包括兩個向外延伸側型面，兩個側型面與徑向蒸發管之間形成腔室。

進一步地，所述外側環型面和內側環型面均為凸向環向蒸發管的弧面，且與前環型體為圓滑過渡；側型面為凸向徑向蒸發管的弧面，且整體后掠。

進一步地，所述徑向蒸發管的數量為3～9個。

進一步地，所述環向蒸發管和徑向蒸發管的后側管壁上的蒸發孔為均布的兩排；蒸發孔的直徑為1～5mm。