[發明專利]一種大尺度超燃沖壓發動機噴注構型

有效

• 申請號: 202110381827.1
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113091096B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李巖松;趙國焱;馬光偉;孫明波;汪洪波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42;F23R3/18;F23R3/28;F02K7/10
• 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

1.一種大尺度超燃沖壓發動機的噴注構型布局設計方法，其特征在于，所述大尺度超燃沖壓發動機噴注構型包括燃燒室，所述燃燒室的隔離段內設有至少一個噴注機構，所述噴注機構包括至少一組支板組件，所述支板組件包括兩個支板；所述支板為前緣楔形結構，所述支板包括頂端面、底端面，以及位于頂端面與底端面之間的前緣壁面、側壁面與后緣壁面；

所述前緣壁面與側壁面的數量均為兩個，兩個前緣壁面的首端相連，兩個側壁面對稱連接在兩個前緣壁面的尾端，所述后緣壁面與兩個側壁面的尾端相連，所述前緣壁面與側壁面之間具有斜坡角；

所述頂端面上設有燃料入口，所述底端面、側壁面與后緣端面上均設有至少一個噴注口，所述支板內部設有連通燃料入口與噴注口的燃料通道，所述支板具有傾斜角，即所述支板在其對稱面上的截面為平行四邊形結構；

所述設計方法包括如下步驟：

步驟1，支板徑向深度設計

控制支板徑向深度與射流深度之和接近燃燒室的截面半徑，得到支板徑向深度的取值范圍，其中，射流深度通過射流噴注尾跡模型獲取；

步驟2，支板傾斜角與流向長度設計

基于燃燒室內隔離段的長度約束作為支板的流向長度約束，以防止支板后緣進入凹腔，得到支板流向長度的取值范圍；支板的前緣會產生附體激波，垂直支板會在流動中產生正激波，造成能量損失，由于支板前緣產生的是附體激波，因而激波角等于支板的傾斜角，在支板流向長度滿足約束前提下，得到傾斜角的最小值，該最小值以及該最小值對應的流向長度的取值即為支板傾斜角與流向長度的設計值；

步驟3，支板切向厚度和斜坡角設計

基于噴注需求與結構剛度需求得到支板切向厚度的取值范圍，而斜坡角由支板的切向厚度除以支板的流向長度得到；

步驟4，基于總壓恢復系數對支板的徑向深度、流向長度、切向厚度、傾斜角與斜坡角進行評估優化，得到最終設計值。

2.一種大尺度超燃沖壓發動機噴注構型，其特征在于，采用權利要求1所述設計方法設計得到；

同一支板組件中的兩個所述支板對稱設在隔離段內，其中，支板的上端面與發動機的內壁固定相連，下端面朝向發動機的軸線，且支板的前緣迎向燃燒室來流方向。

3.根據權利要求2所述大尺度超燃沖壓發動機噴注構型，其特征在于，所述噴注機構包括兩組所述支板組件，兩個所述支板組件中的四個支板呈十字結構分布在隔離段內。

4.根據權利要求3所述大尺度超燃沖壓發動機噴注構型，其特征在于，所述發動機內沿軸向間隔設有兩個所述噴注機構，兩組所述噴注機構中的各支板等角度交錯分布。