[發明專利]一種帶預燃室結構的脈沖爆震燃燒室頭部

有效

• 申請號: 202110491446.9
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113203103B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 鄧芃;彭暢新;劉松;胡建;何昊宸
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/38
• 代理公司: 湖南正則奇美專利代理事務所(普通合伙) 43105
• 代理人: 肖琦

本發明公開了一種帶預燃室結構的脈沖爆震燃燒室頭部,包括頭部本體、外機匣、預燃室和點火電嘴安裝座，所述外機匣內設置有頭部本體，所述外機匣后端通過焊接的方式與所述頭部本體固定連接，其與頭部本體一起構成二股通道；所述預燃室固定安裝在所述頭部本體上，所述預燃室兩側壁分別開設有若干個射流孔，所述射流孔徑向錯開。通過提升點火性能，提高爆震室的工作頻率，拓寬爆震室的工作范圍。爆震室的點火與火焰穩定均在預燃室完成，避開了主流的高速氣流，不易吹熄，有效提升爆震室工作性能；提高點火能量，縮短爆震室的軸向長度。以預燃室發出的強大熱量來點燃整個爆震室可以直接誘發爆震，縮短DDT距離，進而縮短爆震室的軸向長度。

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，尤其涉及一種帶預燃室結構的脈沖爆震燃燒室頭部。

背景技術

脈沖爆震發動機(PDE)是利用周期性的爆震波產生的高溫高壓燃氣來產生推力的新概念發動機，這種發動機具有循環熱效率高、自增壓以及結構簡單等優點而受到了國內外研究人員的廣泛關注。爆震起爆技術一直是脈沖爆震發動機研究的焦點和難點。脈沖爆震發動機的起爆通常有兩種方法；直接起爆和間接起爆。直接起爆是通過高能量直接觸發爆震，所需的點火裝置比較龐大，在實際工作時不切實際。

現階段通常采用間接起爆，具體途徑是弱火花或預爆管點火。弱火花點火是指先用傳統的火花塞點火形成了一個火焰核心，然后通過火焰加速的方法實現緩燃到爆震的轉變(DDT)。預爆管點火是指在爆震管上方設立一個預爆管，在預爆管內填充容易起爆的反應物，在預爆管形成爆震后，噴射出熱氣流起爆主爆震室。

現階段脈沖爆震燃燒室起爆方式通常為弱火花點火或者預爆管點火。弱火花點火形式雖然簡單，但是由于點火能量小，需要一段較長的DDT過程。同時在高爆震頻率工作時穩定性會變差，無法形成充分發展的爆震波，原因有二：1)隨著爆震頻率提高，來流速度對應提高，摻混后的可爆混合物很難進入點火渦孔，點火渦孔內的可爆混合物濃度較低，難以可靠點火；2)即便點火渦孔內點火成功后，因為主爆震室內混合物流速過高導致生成的弱火焰難以順利傳播和加速，容易發生猝熄。預爆管點火需要額外攜帶高敏感的燃料和氧化劑，同時需要預爆管與主爆管進行匹配，增加了控制系統難度。

發明內容

針對現有的脈沖爆震燃燒室點火起爆技術存在的不足，本發明提供了一種帶預燃室結構的脈沖爆震燃燒室頭部，該類型頭部能有效提升點火性能，增加進入爆震段的點火能量，進而縮短爆震室的軸向長度，提高爆震頻率，有效的改善了脈沖爆震燃燒室的工作性能。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種帶預燃室結構的脈沖爆震燃燒室頭部,包括頭部本體、外機匣、預燃室和點火電嘴安裝座，所述外機匣內設置有頭部本體，所述外機匣后端通過焊接的方式與所述頭部本體固定連接，其與頭部本體一起構成二股通道；所述預燃室固定安裝在所述頭部本體上，所述預燃室兩側壁分別開設有若干個射流孔，所述射流孔徑向錯開，用于使進入的高壓空氣在所述預燃室內形成回流區，所述預燃室前壁面固定安裝有第一燃油噴嘴，所述預燃室頂部固定安裝有點火電嘴。

進一步地：所述預燃室側壁開設的兩排在徑向上錯開的射流孔，每排射流孔七個，七個射流孔沿周向等距分布。

進一步地：所述預燃室壁面開設有第一安裝孔，所述第一安裝孔上套設有用來固定安裝第一燃油噴嘴的第一安裝座。

進一步地：所述預燃室頂部開設有第二安裝孔，所述第二安裝孔上套設有用來固定安裝點火電嘴的第二安裝座。

進一步地：所述第一燃油噴嘴相對于所述頭部本體的距離大于兩排射流孔相對于所述頭部本體的距離。

進一步地：所述頭部本體上靠近高壓空氣進氣端的側壁設置有第二燃油噴嘴。

進一步地：所述頭部本體對應所述第二燃油噴嘴的位置開設有第三安裝孔，所述第三安裝孔上套設有用來固定安裝第二燃油噴嘴的第三安裝座。