[發明專利]一種爆震燃燒室模塊及爆震燃燒室

在審

• 申請號: 202210885682.3
• 申請日: 2022-07-26
• 公開（公告）號: CN115342381A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 韋煥程;董琨;高宗永;劉海洋
• 申請（專利權）人: 清航空天（北京）科技有限公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/52;F23R7/00;F02K7/02;F02K9/62;F02K9/95
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 竇雪龍

本發明提供一種爆震燃燒室模塊及爆震燃燒室，爆震燃燒室模塊包括燃燒室組件、氧化劑供給組件和燃料噴注組件。爆震燃燒室由多個爆震燃燒室模塊構成并配合點火組件。氧化劑和燃料均為對應的單獨通道，可以實現氧化劑和燃料的精準控制，采用多環縫的燃燒室集成一體的結構，空間利用率高，推力可調范圍廣，可適應多場景推力需求。可靠性強，相當于一臺集成式發動機，具備多個獨立的燃燒室，可獨立工作。空間利用率高，同等推力需求下體積更小，質量更輕。

技術領域

本說明書涉及爆震燃燒室技術領域，具體涉及一種爆震燃燒室模塊及爆震燃燒室。

背景技術

自然界中存在緩燃燃燒和爆震燃燒兩種燃燒方式，緩燃燃燒的火焰傳播速率相對較低，內燃機、航空發動機和燃氣輪機等動力裝置內的燃燒方式均為緩燃燃燒；爆震燃燒的特點在于燃燒區的上游為激波結構，激波與燃燒區耦合在一起傳播，爆震燃燒的火焰傳播速度遠高于緩燃燃燒，通常能達到數千米每秒。

近年來，伴隨著對超高音速飛行器及單級入軌動力系統研究的不斷深入，新型連續旋轉爆震發動機技術得到了快速的發展。研究表明，基于爆震燃燒的推進技術能夠極大的減低燃油消耗，大幅度提高動力裝置的比沖特性，對拓寬吸氣式飛行器工作包線、提升現有武器裝備經濟性和作戰性能具有重要的意義。作為一種可以彎道超車的領先技術，對其全面深入的研究顯得更加的迫切。

連續旋轉爆震發動機是一種利用爆震燃燒的動力技術，總結其特點及優勢在于：一、只需要一次成功起爆，爆震波即可沿燃燒室圓周方向連續傳播；二、燃燒速率快，放熱強度大，燃燒室結構緊湊，可以縮短發動機長度；三、具有增壓特性，可以減少渦輪發動機壓氣機級數或降低沖壓發動機進氣道總壓損失，有利于簡化推進系統設計，提高發動機推重比；四、可用吸氣式模態或火箭式模態工作，工作范圍可從亞聲速到高馬赫數的超聲速變化。因此，連續旋轉爆震發動機的研究逐漸引起了科技界的廣泛關注。

當前單環縫爆震燃燒室的(沖壓或者火箭或者組合)爆震發動機存在推力不足，難以實現推力的簡單精準高效控制，存在環縫燃燒室空間利用率低以及變推力控制困難等問題。當前爆震發動機僅有單燃燒室，橫截面形狀多為環縫型，中心空間未能夠充分利用，且在燃料和氧化劑供給參數恒定的情況下不能像其他動力裝置如渦噴發動機或者內燃機一樣通過改變轉速來實現輸出推力大小的控制。推力的變化目前僅能通過當量比來控制，但是單環縫燃燒室實現穩定燃燒的流量大小不能無限的增大或者縮小，所以其推力可控的域度比較狹窄。

當前對于連續旋轉爆震發動機的研究取得了較多的成果和積累了比較多的經驗，但是針對其燃燒的可控性、變推力等的研究不夠透徹的問題日漸暴露，對其工程化道路上的阻障越發突出，攻克以上關鍵問題對其最終應用落地顯得更加的關鍵。爆震燃燒室最小截面、最短長度、最大比沖和最小體積的研究也已經開始緊鑼密鼓的推進，研究集成多環縫爆震燃燒室的爆震發動機是一個簡單可行的思路。但是內環體減小或者增大，數量的增多，燃料流量相應的會減小。燃料多通道噴注、氧化劑采用多通道模塊化結構噴注入口替代單通道分流是其中一個研究的方向，能夠實現精準控制和故障維修。

發明內容

有鑒于此，本說明書實施例提供一種爆震燃燒室模塊及爆震燃燒室，通過模塊化結構達到燃料、氧化劑多通道供給，推力精準控制的效果。

本說明書實施例提供以下技術方案：

一種爆震燃燒室模塊，包括：

燃燒室組件，燃燒室組件包括多個環縫燃燒室、同軸且從內向外依次套接的內環體和燃燒室外殼，環縫燃燒室為燃燒室外殼和內環體合圍構成的環形空腔；