[發(fā)明專(zhuān)利]一種大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴注構(gòu)型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110381827.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113091096B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李巖松;趙國(guó)焱;馬光偉;孫明波;汪洪波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F23R3/42
• 分類(lèi)號(hào): F23R3/42;F23R3/18;F23R3/28;F02K7/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發(fā)明公開(kāi)了一種大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴注構(gòu)型，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)增設(shè)噴注用的支板，該支板為前緣楔形結(jié)構(gòu)，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(cè)壁面與后緣壁面；前緣壁面與側(cè)壁面的數(shù)量均為兩個(gè)，兩個(gè)前緣壁面的首端相連，兩個(gè)側(cè)壁面對(duì)稱(chēng)連接在兩個(gè)前緣壁面的尾端，后緣壁面與兩個(gè)側(cè)壁面的尾端相連，前緣壁面與側(cè)壁面之間具有斜坡角；頂端面上設(shè)有燃料入口，底端面、側(cè)壁面與后緣端面上均設(shè)有至少一個(gè)噴注口。通過(guò)設(shè)置支板在燃燒室內(nèi)形成支板?壁面混合噴注方案，使噴注深度加深、提高來(lái)流的利用率，使燃料與來(lái)流在流道中心線區(qū)域附近充分混合后進(jìn)入凹腔，增強(qiáng)燃燒效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)布局技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴注構(gòu)型。

背景技術(shù)

目前的大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是基于已經(jīng)成型的小型超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)等比例放大得到的。等比例放大保證了其初步設(shè)計(jì)的可行性和合理性。在燃燒穩(wěn)定方面，設(shè)計(jì)來(lái)流捕獲量放大N倍的大尺度發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)需滿(mǎn)足燃料噴注量和進(jìn)氣道面積放大N倍，對(duì)于進(jìn)氣道入口的放大有:

其中，d₀為進(jìn)氣道入口放大前的半徑，d₁為進(jìn)氣道入口放大后的半徑，由此得到進(jìn)氣道入口半徑的放大系數(shù)即發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度關(guān)系、截面半徑放大n倍。在燃料噴注方面，壁面噴注規(guī)律在無(wú)量綱化后與放大前一致，即壁面噴注方式在放大后的噴注深度與放大前相同。因此在噴注方面產(chǎn)生了這樣的問(wèn)題：噴注深度不變而發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸變大，射流尾跡遠(yuǎn)離流道中心線，只能達(dá)到圓截面半徑的50％，來(lái)流的中心部分沒(méi)有得到利用，進(jìn)而帶來(lái)了有效噴注深度不足、燃料混合不充分、燃料燃燒效率較低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴注構(gòu)型，通過(guò)設(shè)置交錯(cuò)式支板，形成支板-壁面混合噴注方案，使噴注深度加深、提高來(lái)流的利用率，使燃料與來(lái)流在流道中心線區(qū)域附近充分混合后進(jìn)入凹腔，增強(qiáng)燃燒效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的支板，所述支板為前緣楔形結(jié)構(gòu)，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(cè)壁面與后緣壁面；

所述前緣壁面與側(cè)壁面的數(shù)量均為兩個(gè)，兩個(gè)前緣壁面的首端相連，兩個(gè)側(cè)壁面對(duì)稱(chēng)連接在兩個(gè)前緣壁面的尾端，所述后緣壁面與兩個(gè)側(cè)壁面的尾端相連，所述前緣壁面與側(cè)壁面之間具有斜坡角；

所述頂端面上設(shè)有燃料入口，所述底端面、側(cè)壁面與后緣端面上均設(shè)有至少一個(gè)噴注口，所述支板內(nèi)部設(shè)有連通燃料入口與噴注口的燃料通道。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支板具有傾斜角，即所述支板在其對(duì)稱(chēng)面上的截面為平行四邊形結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴注構(gòu)型，包括燃燒室，所述燃燒室的隔離段內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)噴注機(jī)構(gòu)，所述噴注機(jī)構(gòu)包括至少一組支板組件，所述支板組件包括兩個(gè)上述支板；

同一支板組件中的兩個(gè)所述支板對(duì)稱(chēng)設(shè)在隔離段內(nèi)，其中，支板的上端面與發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)壁固定相連，下端面朝向發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線，且支板的前緣迎向燃燒室來(lái)流方向。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噴注機(jī)構(gòu)包括兩組所述支板組件，兩個(gè)所述支板組件中的四個(gè)支板呈十字結(jié)構(gòu)分布在隔離段內(nèi)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)沿軸向間隔設(shè)有兩個(gè)所述噴注機(jī)構(gòu)，兩組所述噴注機(jī)構(gòu)中的各支板等角度交錯(cuò)分布。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種上述大尺度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的噴注構(gòu)型布局設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

步驟1，支板徑向深度設(shè)計(jì)

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(guò)射流噴注尾跡模型獲?。?/p>