The detonation stabilization control system and its control method of scramjet include scramjet, detonation wave condition monitoring system and wall boundary suction control system. The thermal jet device on scramjet engine is used to inject hot jet into its combustor to realize detonation and detonation. At the same time, the detonation wave condition monitoring system detects the scramjet in real time. The real-time propagation position of detonation wave in the combustion chamber of the motor is determined by the wall boundary suction control system according to the real-time propagation location information of detonation wave. The wall boundary suction system is used to suck the effective suction area. With the advance of detonation wave, the real-time propagation position of detonation wave changes dynamically. The wall boundary suction system is based on the real-time transmission of detonation wave. The change of seeding position dynamically changes the effective suction area corresponding to the suction device, so as to realize the reliable initiation of detonation in the combustor of supersonic detonation engine and the stable self-sustaining propagation control of detonation in the supersonic flow field.
【技术实现步骤摘要】
超燃冲压发动机爆震稳定控制系统及其控制方法
本专利技术涉及超声速来流条件下爆震动态稳定传播控制
,具体涉及的是一种超燃冲压发动机爆震稳定控制系统及其控制方法。
技术介绍
超燃冲压发动机(Scramjet)在高马赫(Ma>5)飞行条件下性能优良,已经成为高超声速飞行器推进系统的首选方案。然而,结合当前的研究以及美国X-51A飞行试验可以得知,超燃冲压发动机验证机的加速性能并不明显,净推力偏小。因此,基于当前研究,迫切需要改善发动机推力性能。超燃冲压发动机按照布莱顿(Brayton)等压燃烧循环设计,其热力循环效率远低于近似等容循环的爆震燃烧。因而如果能够在超声速气流中实现爆震燃烧,即使是局部爆震燃烧,发动机的推力性能极有可能获得大幅提升。超燃冲压发动机已经逐渐走向工程应用,但是基于爆震燃烧的新型超燃冲压发动机概念设计目前还没有见诸报道。利用超燃冲压发动机相对成熟的工程化经验,在燃烧室中采用爆震燃烧替换等压燃烧模式,相对于其它类型爆震发动机而言能够尽快实现基于爆震燃烧发动机。现有技术人也有人开展过超声速气流中采用热射流实现爆震起爆的实验和数值模拟研究,有助于加深对燃烧室超声速气流中爆震起爆的认识。这些基础研究中均采用一个独立供应燃料和氧化剂的热射流管进行热射流喷注与点火起爆,没有考虑具体的发动机应用实现。目前在世界范围内开展的超声速气流中的爆震研究还很少见,一方面因为爆震研究当前主要集中于静止气中,另一方面在超声速来流条件下开展爆震起爆与自持研究难度相当大,而对于超声速来流条件下爆震的自持传播控制的研究则更少。
技术实现思路
针对现有技术存在的 ...
【技术保护点】
1.超燃冲压发动机爆震稳定控制系统,其特征在于:包括超燃冲压发动机、爆震波状态监测系统和壁面边界抽吸控制系统,在超燃冲压发动机上设有能够对超燃冲压发动机其燃烧室进行壁面边界抽吸的抽吸装置以及能够对超燃冲压发动机其燃烧室进行热射流喷注实现爆震其爆的热射流装置;其中抽吸装置与壁面边界抽吸控制系统连接并由其控制;热射流装置其热射流喷注孔开设在燃烧室的下壁面;热射流装置喷入热射流,在超冲压发动机燃烧室内的超声速气流中实现爆震起爆,与此同时爆震波状态监测系统实时检测超燃冲压发动机其燃烧室内爆震波的实时传播位置,并将爆震波的实时传播位置传输给壁面边界抽吸控制系统,壁面边界抽吸控制系统根据爆震波的实时传播位置信息确定当前有效抽吸区域,开启抽吸装置对当前有效抽吸区域进行壁面边界抽吸,随着爆震波的前传,爆震波的实时传播位置动态变化,壁面边界抽吸系统根据爆震波的实时传播位置的变化动态改变抽吸装置对应的有效抽吸区域。
【技术特征摘要】
1.超燃冲压发动机爆震稳定控制系统,其特征在于:包括超燃冲压发动机、爆震波状态监测系统和壁面边界抽吸控制系统,在超燃冲压发动机上设有能够对超燃冲压发动机其燃烧室进行壁面边界抽吸的抽吸装置以及能够对超燃冲压发动机其燃烧室进行热射流喷注实现爆震其爆的热射流装置;其中抽吸装置与壁面边界抽吸控制系统连接并由其控制;热射流装置其热射流喷注孔开设在燃烧室的下壁面;热射流装置喷入热射流,在超冲压发动机燃烧室内的超声速气流中实现爆震起爆,与此同时爆震波状态监测系统实时检测超燃冲压发动机其燃烧室内爆震波的实时传播位置,并将爆震波的实时传播位置传输给壁面边界抽吸控制系统,壁面边界抽吸控制系统根据爆震波的实时传播位置信息确定当前有效抽吸区域,开启抽吸装置对当前有效抽吸区域进行壁面边界抽吸,随着爆震波的前传,爆震波的实时传播位置动态变化,壁面边界抽吸系统根据爆震波的实时传播位置的变化动态改变抽吸装置对应的有效抽吸区域。2.根据权利要求1所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统,其特征在于:所述热射流装置为热射流管,热射流管的氧化剂为空气,热射流管的燃烧剂采用可燃气。3.根据权利要求2所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统,其特征在于:在超冲压发动机的进气道的上游壁面上开设供空气进入的进气孔,进气孔通过进气通道连接至热射流管,为热射流管提供空气作为氧化剂。4.根据权利要求2所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统,其特征在于:氧化剂和燃烧剂在热射流管内进行混合后的预混气经火花塞点火燃烧形成高温高压产物,通过热射流管出口端的一个收缩通道后从热射流喷注孔高速喷出形成热射流。5.根据权利要求1所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统,其特征在于:抽吸装置包括抽吸孔、抽吸泵、控制各抽吸孔开关的电子阀门以及连通在抽吸孔与抽吸泵之间的管路;在超燃冲压发动机其燃烧室的上、下侧壁面上均顺着燃烧室的长度方向等间距开设有多个抽吸孔,抽吸孔联通燃烧室壁内的管路且通过管路与抽吸泵连接;各抽吸孔联通的管道上均设有电子阀门,各抽吸孔通过电子阀门实现独立的开关控制;各电子阀门以及抽吸泵均与壁面边界抽吸控制系统连接;抽吸泵的抽吸强度由壁面边界抽吸控制系统控制;壁面边界抽吸控制系统通过控制各电子阀门的开关进而实现各抽吸孔开...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡晓东,梁剑寒,林志勇,刘世杰,陈伟强,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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