[發明專利]一種基于煤油的盤式旋轉爆震渦輪發動機

有效

• 申請號: 201910783664.2
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110578603B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 韓啟祥;滕瑜琳;張義寧;宮繼雙
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F02C3/04
• 分類號: F02C3/04;F02C3/14;F02C9/26;F23R3/28;F23R3/38;F23R3/52
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明提供一種基于煤油的盤式旋轉爆震渦輪發動機，包括：內芯體、外筒體、圓盤式端蓋、摻混隔離筒；內芯體外壁與外筒體內壁之間形成第一間隙，作為進氣通道；內芯體內壁與圓盤式端蓋內壁之間形成第二間隙，作為環形燃燒室；噴油環，具有軸向貫通的中空腔，嵌套在兩段內芯體上，噴油環側壁設有燃料進口，內部設有環形燃料腔；燃料入口通過環形燃料腔與進氣通道相連接；燃料儲箱通過管道與環形燃料腔相連接；濺油環，套設在噴油環外側，用于加速煤油霧化破碎；旋流器，嵌套內芯體上，設置于噴油環下游，用于加速煤油與空氣的周向摻混。本發明具有機構簡單、燃燒效率高、推重比大等優點。

技術領域

本發明設計航空技術領域，是一種基于煤油的盤式旋轉爆震渦輪發動機。

背景技術

爆震燃燒是有別于傳統爆燃燃燒的燃燒方式，其燃燒效率相比于傳統爆燃燃燒的布雷頓循環具有明顯的提升。目前傳統推進系統主要依賴于爆燃燃燒產生推力，通過提升部件效率、壓比以及峰值溫度等方式可以有效地提升推進系統效率，但面對日益提升的設計要求，需要對推進系統做進一步改進設計，因此基于爆震燃燒的推進系統逐漸成為新的研究方向。

旋轉爆震發動機是一種通過旋轉爆震波產生連續穩定推力的新型推進系統，具有結構簡單、尺寸小、燃燒效率高等優點，因此可應用在導彈、高速飛行器等設備上。正常工作狀態下，旋轉爆震燃燒室內存在一道或多道沿周向連續旋轉的爆震波，由于爆震波波速在千米的量級上，其爆震頻率接近數千赫茲，因此燃料與氧化劑的摻混狀態對于旋轉爆震發動機的工作狀態具有重要的影響。目前基于煤油的旋轉爆震發動機多采用圓筒式結構，相比于氣體燃料的旋轉爆震發動機，基于煤油的旋轉爆震發動機還需要考慮燃料的霧化問題，特別是圓盤式旋轉爆震渦輪發動機軸向尺寸較小，相比于圓筒式旋轉爆震發動機更需要額外注意解決煤油的霧化摻混問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于煤油的盤式旋轉爆震渦輪發動機，以解決現有技術中存在的發動機體積較大、推進性能差、結構復雜的技術問題；同時解決基于煤油與空氣的爆震波起爆及穩定傳播的設計問題。

本發明提供一種基于煤油的盤式旋轉爆震渦輪發動機，包括：

內芯體，所述內芯體由兩段具有軸向貫通中空腔的筒體通過螺栓連接而成；

外筒體，所述外筒體具有軸向貫通的中空腔，套在所述內芯體外側，用于定位以及連接其他部件；

圓盤式端蓋，所述圓式端蓋具有軸向貫通的中空腔，用于連接在所述外筒體上，所述圓盤式端蓋上設有點火器，用于起爆點火；

所述內芯體外壁與所述外筒體內壁之間形成第一間隙，作為進氣通道；所述內芯體內壁與所述圓盤式端蓋內壁之間形成第二間隙，作為環形燃燒室；

摻混隔離筒，所述摻混隔離筒具有軸向貫通的中空腔，用于分隔所述進氣通道，使煤油在隔離筒內加速霧化摻混；

噴油環，所述噴油環具有軸向貫通的中空腔，嵌套在所述內芯體之間，所述噴油環側壁設有燃料進口，內部設有環形燃料腔；所述燃料進口通過所述環形燃料腔與所述進氣通道相連接；燃料儲箱通過管道與所述環形燃料腔相連接。

濺油環，所述濺油環具有軸向貫通中空腔的薄壁筒；旋流器，所述旋流器具有軸向貫通中空腔，嵌套所述內芯體上，位于所述噴油環下游。

進一步的，自所述內芯體徑向的方向，所述環形燃燒室高度隨所述內芯體半徑的減小而增大，沿流向流通面積保持不變。

進一步的，所述環形燃料腔與所述進氣通道之間設置有一定數量的通道；所述通道徑向一定距離處安裝有濺油環；所述通道周向均勻分布在所述噴油環外壁面上。

進一步的，所述內芯體與所述外筒體之間的最窄間隙作為喉道，所述內芯體外壁與所述摻混隔離筒內壁之間的間隙作為油氣預混通道，所述摻混隔離筒外壁與所述外筒體內壁之間的間隙作為主流通道；