[發明專利]一種引流噴注強化摻混的超聲速穩燃支板

在審

• 申請號: 202211246144.6
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115789698A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 鮑文;欒國偉;張軍龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23R3/20
• 分類號: F23R3/20;F23R3/28
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 楊逍

本發明公開了一種引流噴注強化摻混的超聲速穩燃支板，包括支板主體，所述支板主體的內部設置有主流引流機構、燃油引流機構和氧氣引流機構，所述主流引流機構包括主流引流通道，所述主流引流通道包括多個引流出氣孔和引流進氣孔，所述主流引流通道設置在支板主體的內壁，多個所述引流出氣孔設置在支板主體的兩側內壁，所述燃油引流機構包括兩組燃油內流道，兩組所述燃油內流道對稱分布在支板主體的兩側內壁，兩組所述燃油內流道的一側內壁分別等密度連接有多個燃油分流道，且多個燃油分流道穿過支板主體的兩側外壁，本發明公開的引流噴注強化摻混的超聲速穩燃支板提高了燃油的穿透深度及摻混效率，進而提高了超燃沖壓發動機的燃燒性能的效果。

技術領域

本發明涉及超燃沖壓發動機技術領域，尤其涉及一種引流噴注強化摻混的超聲速穩燃支板。

背景技術

高超聲速飛行器具有超強的打擊和摧毀能力，是當前航空航天領域研究的熱點。超燃沖壓發動機作為高超聲速飛行器的一種主要動力裝置，由于其具有比沖大、速度快的特點，被譽為繼螺旋槳、噴氣推進后航空史上的第三次革命。在超聲速燃燒室中，燃料與空氣的摻混是一項關鍵技術，是燃料高效燃燒的先決條件。由于超聲速燃燒室中主流速度極快，其動量相較于燃料要大得多，因此燃料在主流中的穿透效果十分有限。此外，對于液態燃料如航空煤油等，由于其在燃燒前要先后經歷破碎、霧化和摻混過程，這就可能直接導致其點火延遲時間大于其在燃燒室中的駐留時間，造成燃料無法高效燃燒的現象，因此設法強化超聲速燃燒室中燃料與空氣的摻混是十分必要的。

當前，針對超聲速燃燒室增強摻混的方法主要有被動摻混增強技術和主動摻混增強技術兩種，被動摻混增強技術主要是基于不同噴注方式及構型誘導回流區或渦流來強化摻混，而主動摻混增強技術主要是通過產生大尺度的自激勵來強化摻混。被動摻混增強技術主要包括支板、凹腔、壁面噴注、激波發生器及逆流噴注等，主動摻混增強技術主要包括脈沖射流、波形壁面等。考慮到主動摻混增強技術需要引入額外的結構，一方面會增加飛行器的載荷，另一方面電氣及控制元件的可靠性在復雜的流動環境中也很難得到保證。因此，從被動摻混增強技術角度進行設計，提高超聲速燃燒室中燃料的摻混效率是較為有效并且更加可靠的方案。

發明內容

本發明公開一種引流噴注強化摻混的超聲速穩燃支板，旨在解決如何從被動摻混增強技術角度進行設計，提高超聲速燃燒室中燃料的摻混效率的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種引流噴注強化摻混的超聲速穩燃支板，包括支板主體，所述支板主體的內部設置有主流引流機構、燃油引流機構和氧氣引流機構，所述主流引流機構包括主流引流通道，所述主流引流通道包括多個引流出氣孔和引流進氣孔，所述主流引流通道設置在支板主體的內壁，多個所述引流出氣孔設置在支板主體的兩側內壁，所述燃油引流機構包括兩組燃油內流道，兩組所述燃油內流道對稱分布在支板主體的兩側內壁，兩組所述燃油內流道的一側內壁分別等密度連接有多個燃油分流道，且多個燃油分流道穿過支板主體的兩側外壁，所述支板主體的外部連接有超高速燃燒室，所述主流引流通道呈“土”字形設置。

通過設置有支板主體、主流引流機構和燃油引流機構，通過強化支板主體，設置主流引流機構，其中通過主流引流機構中引流進氣孔設置在支板主體前端，且引流進氣孔設置在支板主體的兩側，引導部分高速主流流經主流引流通道時分兩次射入支板主體側壁面的燃油薄層中，在一定程度上提高了燃油的穿透深度及摻混效率，進而提高了超燃沖壓發動機的燃燒性能。