[發明專利]脈沖爆震噴氣發動機

在審

• 申請號: 202180028145.0
• 申請日: 2021-10-01
• 公開（公告）號: CN115427675A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: A·G·博爾莫托夫
• 申請（專利權）人: VASP艾爾克拉夫特有限責任公司
• 主分類號: F02K9/42
• 分類號: F02K9/42;F02K7/04
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 徐迅;崔佳佳

本發明涉及噴氣發動機，具體地涉及脈沖爆震噴氣發動機。在具有燃燒室的發動機中實現了包括提高效率和可靠性的所需技術效果，該燃燒室被構造為具有到排氣噴嘴的出口的爆震共振器。該共振器具有相對于該發動機軸線對稱的非球面反射器的形式。該發動機使用氣體燃料和氣體氧化劑以及單級燃燒過程。在使用烴類燃料的情況下，燃料導管具有熱解室。熱解是通過燃料流與所述反射器的受熱背側的接觸來實現的。燃料和氧化劑的混合物通過環形超音速噴射系統被供應到該燃燒室中。為了引發爆震，這些發動機可具有管的形式的爆震引發器，該管在遠側端部堵塞并且在插入到該燃燒室中的端部打開，而且沿著該發動機的軸線定位。通過該排氣噴嘴噴射的爆震產物產生在相反方向上推動該發動機的推力。該脈沖爆震噴氣發動機的這種設計簡單、可靠，并且由于在大約10kHz的頻率下維持循環共振爆震而允許實現高效率地生成猛推推進力。

技術領域

本發明主要涉及噴氣推進發動機領域，并且更具體地涉及具有帶非球面元件的燃燒室的脈沖爆震型噴氣發動機。

背景技術

在美國專利[US 6983586 B2，F02K 3/10、7/05、7/075、F23C 11/04，U.S.Cl.60/39.77、60/226.1、60/247、60/249、60/762，08.12.2003]中已知的兩級脈沖爆震系統包括預燃室和幾何共振器，該共振器經由縮擴噴嘴連接到該預燃室以在該共振器中創建高溫和高壓條件，以便創建用于爆震引發的最佳條件。燃料和氣體的混合物在預燃室中燃燒，并且通過噴嘴進入幾何共振器，燃燒的混合物在幾何共振器被引爆。爆震通過共振器出口噴嘴傳播，從而產生推力。

這種裝置的缺點是兩級過程，其中在預燃室中燃燒期間，燃料的內部能量被耗散，這降低了這種系統的效率和經濟性。

在設計上大部分接近的是俄羅斯聯邦的專利[RU 2282044，С1，F02K7/04，20.08.2006]中的已知爆震燃燒脈沖噴氣發動機，它具有主體，該主體具有帶輸入端的燃燒室、帶輸入端和輸出端的圓形通道、氣體動力共振器形式的將工作介質內部能量轉換為推力機械功的轉換器、發動機噴嘴、爆震引發機構和供給燃料空氣混合物的環形噴嘴。燃燒室被制成半球形氣體動力共振器和脈沖噴氣發動機的出口噴嘴的形式。爆震引發器被制成從一側停止的管的形式，其自由輸出端與氣體動力共振器的中心連接，爆震產物速度與燃料-空氣混合物遞送速率之比應大于或等于爆震引發器的兩個長度與共振器的半徑之比。

這種裝置的缺點是需要其有效爆震以滿足燃料混合物進給率和爆震產物的流出率的結構上限定的比率，這需要特殊的燃料制備并且使推進動力單元的設計顯著復雜化。

該裝置的另一個缺點是燃燒室的共振器使用球面形狀，這不是用于累積爆震波的最佳形狀，因此不是有利于爆震燃燒的效率的最佳形狀。

發明內容

發明的主題

本發明的技術目的是提高脈沖爆震噴氣發動機的性能，其特征在于操作的效率高、比功率大而且可靠性和安全性高，這在使用噴氣發動機作為飛行器中的轉子的葉端噴口的情況下尤其重要。

本發明的技術效果是：

-簡化結構和操作循環以使其更可靠；

-使噴氣發動機的重量最小化，這在巨大的(超過300g)離心力的條件下尤其重要；

-增大脈沖爆震噴氣發動機的效率和推力，該特性與低重量組合，增大了發動機比功率。