[發明專利]一種碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動系統及方法

有效

• 申請號: 202110141734.1
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112901353B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張泰昌;陸陽;孟令瑾;范學軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: F02C9/32
• 分類號: F02C9/32
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動方法，采用碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動系統，該系統包括節流裝置I 、節流裝置II 和節流裝置III組成的三套節流裝置，所述節流裝置I設置在進入發動機壁面冷卻通道入口前，所述節流裝置II設置為在發動機上游壁面與冷卻通道相通的小噴孔，所述節流裝置III設置在發動機壁面冷卻通道出口后；

所述節流裝置I包括呈平行排布設置的氣動截止閥a和氣動截止閥b，氣動截止閥a、氣動截止閥b分別和節流孔連接，且與排出或收集氣路連通；

所述節流裝置III包括與燃燒室熱油噴孔相連通的孔板c和音速流量計NI、氣動截止閥c，以及與排放相通的孔板d和音速流量計NII、氣動截止閥d，其特征在于，起動過程具體包括如下步驟：

a、發動機點火前，氣動截止閥a和氣動截止閥b開啟，孔板a、孔板b、孔板c和孔板d，連同位于穩焰器上游的壁面小噴孔進行燃料節流分配，控制初始燃料壓力；

b、點火后，在氣動加熱和燃燒加熱作用下，燃料溫度壓力都升高，開啟氣動截止閥c，控制燃料壓力下降；

c、燃料溫度壓力都繼續升高，依次關閉氣動截止閥a和氣動截止閥b，時間間隔數秒，關閉氣動截止閥a同時開啟氣動截止閥d；

d、通過設置音速流量計NI和音速流量計NII的大小，控制燃燒室達到熱平衡時燃料的溫度和壓力。

2.根據權利要求1所述一種碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動方法，其特征在于，所述節流孔控制總面積不變的情況下，其數量設置為≥1個；當設置為2個時，分別為孔板a和孔板b，氣動截止閥a和孔板a連接，氣動截止閥b和孔板b連接。

3.根據權利要求1所述一種碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動方法，其特征在于，所述節流裝置II中的小噴孔設置在發動機燃燒室內穩焰裝置上游50-70mm處，小噴孔的孔徑設置為Φ0.3-0.4mm，發動機燃燒室和燃燒油入口相對應的位置處設置有大噴孔和凹腔，燃燒室燃燒油噴孔孔徑設置為Φ1.2-3.0mm之間。

4.根據權利要求1所述一種碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動方法，其特征在于，所述音速流量計NI和氣動截止閥c連接后和孔板c并聯；所述氣動截止閥d和音速流量計NII連接后與排出或收集氣路連通；孔板d與排出或收集氣路連通。

5.根據權利要求1所述一種碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動方法，其特征在于，所述音速流量計NI和氣動截止閥c之間的氣路上設置有熱電偶a和壓力傳感器a；所述發動機的燃燒室內與冷卻油出口相對應位置設置有熱電偶b和壓力傳感器b；所述發動機的燃燒室與燃燒油入口相對應位置設置有熱電偶c和壓力傳感器c。

6.根據權利要求1所述一種碳氫燃料主動冷卻超燃沖壓發動機起動方法，其特征在于，所述步驟a中初始燃料壓力約為2MPa；所述步驟b中氣動截止閥c開啟前燃料壓力升高達到6MPa，氣動截止閥c開啟后燃料壓力降到3MPa左右；所述步驟d中最終燃料噴注壓力控制在4-6MPa之間。