[發明專利]一種收縮型隔離段及超燃沖壓發動機

有效

• 申請號: 202011402076.9
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112555052B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 孫明波;蔡尊;楊揖心;趙國焱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F02K7/14
• 分類號: F02K7/14;F02C7/04;F23R3/02
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開了一種收縮型隔離段及超燃沖壓發動機，該收縮型隔離段包括收縮前段與等直后段，收縮前段、等直后段上均具有入口截面與出口截面，收縮前段的出口截面與等直后段的入口截面相連；收縮前段的截面面積沿入口截面到出口截面的方向逐漸收縮，等直后段上任一截面的截面面積均與收縮前段出口截面的截面面積相等。采用在隔離段中設置收縮構型并通過優化收縮構型的位置以及收縮面積比，提高隔離段出口氣流靜壓利于燃燒室內燃燒組織，使燃燒室帶來的推力增益大于隔離段收縮所引起的阻力損失，最終提高發動機的推力增益的作用；同時收縮型隔離段結構簡單且易于加工制造，并不需要改變進氣道和燃燒室構型，可以直接應用到超燃沖壓發動機中。

技術領域

本發明涉及超燃沖壓發動機技術領域，具體是一種收縮型隔離段及超燃沖壓發動機。

背景技術

隔離段是超燃沖壓發動機的不可或缺的重要部件，是解決有邊界層條件下燃燒室反壓極易對進氣道工作造成影響這一問題的有效手段。它作為氣動和壓力緩沖段將高超聲速進氣道與燃燒室聯接起來。

現有技術中的超燃沖壓發動機隔離段基本都是等截面管道設計，部分情況下為了提高抗反壓能力也有把隔離段設置成擴張型面的。但是這樣的隔離段構型在隔離段入口馬赫數高(Ma2.5)或者來流動壓低(50kPa)條件下隔離段出口靜壓較低，不利于燃燒室燃燒組織。而直接將整個隔離段和燃燒室入口截面積縮小也會帶來燃燒室燃燒釋熱空間不足，隔離段抗反壓作用差的問題。

發明內容

針對現有技術中在隔離段入口馬赫數高(Ma2.5)或者來流動壓低(50kPa)條件下隔離段出口靜壓較低不利于燃燒室燃燒組織的難題，本發明提供一種收縮型隔離段及超燃沖壓發動機，采用在隔離段中設置收縮構型，從而提高隔離段出口氣流靜壓利于燃燒室內燃燒組織，使燃燒室帶來的推力增益大于隔離段收縮所引起的阻力損失，最終提高整個發動機的推力增益的作用。

為實現上述目的，本發明提供一種收縮型隔離段，其特征在于，包括收縮前段與等直后段，所述收縮前段、等直后段上均具有入口截面與出口截面，所述收縮前段的出口截面與等直后段的入口截面相連；

所述收縮前段的截面面積沿入口截面到出口截面的方向逐漸收縮，所述等直后段上任一截面的截面面積均與收縮前段出口截面的截面面積相等。

作為上述技術方案的進一步改進，所述收縮前段的截面面積的收縮方式包括但不限于等角度直線收縮、樣條曲線收縮與等熵曲線收縮。

作為上述技術方案的進一步改進，所述收縮前段的截面面積的收縮比為85％-95％。

作為上述技術方案的進一步改進，所述收縮前段的截面面積的收縮比為87.5％。

作為上述技術方案的進一步改進，所述收縮前段的長度占隔離段總長的30％-50％。

作為上述技術方案的進一步改進，所述收縮前段的長度占隔離段總長的40％。

為實現上述目的，本發明還提供一種超燃沖壓發動機，包括進氣道、燃燒室與上述收縮型隔離段，所述進氣道、燃燒室上均具有入口截面與出口截面，所述進氣道的截面面積沿入口截面到出口截面的方向逐漸收縮；

所述進氣道的出口截面與收縮前段的入口截面相連，所述燃燒室的入口截面與等直后段的出口截面相連，所述燃燒室的入口截面的截面面積大于等直后段的出口截面的截面面積。

作為上述技術方案的進一步改進，所述超燃沖壓發動機為圓形截面或矩形截面的發動機。

本發明提供的一種收縮型隔離段及超燃沖壓發動機，采用在隔離段中設置收縮構型并通過優化收縮構型的位置以及收縮面積比，從而提高隔離段出口氣流靜壓利于燃燒室內燃燒組織，使燃燒室帶來的推力增益大于隔離段收縮所引起的阻力損失，最終提高整個發動機的推力增益的作用；同時收縮型隔離段結構簡單且易于加工制造，并不需要改變進氣道和燃燒室構型，可以直接應用到超燃沖壓發動機中。

附圖說明