【技术实现步骤摘要】
一种有益于壁面冷却与起爆的脉冲爆震火箭发动机供油方案
本专利技术涉及脉冲爆震发动机
,具体为一种有益于壁面冷却与起爆的脉冲爆震火箭发动机供油方案。
技术介绍
爆震燃烧是一种不同于传统等压燃烧的等容燃烧方式,具有热循环效率高、释热速率快、自增压能力强等特点。而爆震发动机就是爆震燃烧在推进上的应用,脉冲爆震火箭发动机(PulseDetonationRocketEngine,简称PDRE)即是一种利用高频率脉冲爆震波产生推力的新概念发动机。由于PDRE具有热循环效率高、结构简单、重量轻便等优点,且其技术已较为成熟,近年来航空航天界纷纷加快推进对PDRE的研究,期望早日实现其工程化应用。为在PDRE中产生爆震波,常采用的起爆方式有高能直接起爆和缓燃转爆震(DeflagrationtoDetonationTransition,简称DDT)的间接起爆。前者需要在极短时间内给出一个极大的能量源诱发爆震,需要高压电源的支持,而高压电源将极大地增加发动机的整体质量,故这一方法不适用于工程应用;若采用DDT起爆方式,爆震燃烧室的DDT段内缓燃工况燃烧速度较慢,且沿程为增大湍流度而设置的障碍物使总压损失较大,故在DDT段将会产生热量积累,必须采用高效的冷却方式。此外,由于爆震燃烧的高释热率,起爆后的爆震波后燃气温度能达到3000K左右,这使得爆震传播段壁面也要承担较高的热负荷,故在爆震燃烧室后段壁面上同样要采取有效的冷却方案。此外,PDRE中的燃油雾化与掺混效果同样将影响发动机的工作性能,若DDT段掺混不均匀,将会加大起爆难度;若爆震传播段内掺混不均匀,管内混气的可爆性较 ...
【技术保护点】
1.一种有益于壁面冷却与起爆的脉冲爆震火箭发动机供油方案,其特征在于:结构包括爆震燃烧室(1)、共轨供油管道(2)、供油环管(3)、旋转阀(4)、燃油预热腔(5)、火花塞(6)、同轴喷嘴(7)等,其中爆震燃烧室(1)沿来流方向依次分为DDT段(8)与爆震传播段(9)两部分;从油箱引出的共轨供油管道(2)的前段与爆震燃烧室(1)前端的DDT段(8)之间依靠供油环管(3)连接,同时后端直接与燃油预热腔(5)相连,其中一根供油管道(2)还与爆震燃烧室(1)头部的同轴喷嘴(7)相连为其外环油路供油;供油环管(3)的环面与爆震燃烧室(1)轴线垂直,且环管的中心位于爆震燃烧室(1)中轴线上;供油环管(3)从周向上每隔60°伸出支管与DDT段(8)上的喷注孔(10)通过旋转阀(4)连接,支管末端还装有密封圈(12),以免燃油泄漏;旋转阀(4)为两端开放的直管,其上沿轴向与周向均布有通孔,旋转阀(4)与爆震燃烧室(1)同轴安装,轴线平行于来流方向,以外接电源为动力旋转工作,工作过程中旋转阀(4)上通孔与DDT段(8)上喷注孔(10)在有部分面积重合时,燃油被容许通过,此时定义为旋转阀(4)的“开启”状 ...
【技术特征摘要】
1.一种有益于壁面冷却与起爆的脉冲爆震火箭发动机供油方案,其特征在于:结构包括爆震燃烧室(1)、共轨供油管道(2)、供油环管(3)、旋转阀(4)、燃油预热腔(5)、火花塞(6)、同轴喷嘴(7)等,其中爆震燃烧室(1)沿来流方向依次分为DDT段(8)与爆震传播段(9)两部分;从油箱引出的共轨供油管道(2)的前段与爆震燃烧室(1)前端的DDT段(8)之间依靠供油环管(3)连接,同时后端直接与燃油预热腔(5)相连,其中一根供油管道(2)还与爆震燃烧室(1)头部的同轴喷嘴(7)相连为其外环油路供油;供油环管(3)的环面与爆震燃烧室(1)轴线垂直,且环管的中心位于爆震燃烧室(1)中轴线上;供油环管(3)从周向上每隔60°伸出支管与DDT段(8)上的喷注孔(10)通过旋转阀(4)连接,支管末端还装有密封圈(12),以免燃油泄漏;旋转阀(4)为两端开放的直管,其上沿轴向与周向均布有通孔,旋转阀(4)与爆震燃烧室(1)同轴安装,轴线平行于来流方向,以外接电源为动力旋转工作,工作过程中旋转阀(4)上通孔与DDT段(8)上喷注孔(10)在有部分面积重合时,燃油被容许通过,此时定义为旋转阀(4)的“开启”状态;当旋转阀(4)上通孔与DDT段(8)上喷注孔(10)不存在重合面积时,定义为旋转阀(4)的“关闭”状态。2.根据权利要求1所述的一种有益于壁面冷却与起爆的脉冲爆震火箭发动机供油方案,其特征在于:所述的爆震燃烧室(1)整体是长径比24~26的一端封闭一端开放的圆柱筒状,封闭端壁上有同轴喷嘴(7)的安装位置,在爆震燃烧室(1)前部的DDT段(8)约长10倍管径,DDT段(8)上沿周向与轴向阵列有若干个喷注孔(10),孔轴线与爆震燃烧室(1)轴线成15°倾角,孔径约为1mm;在后部的爆震传播段(9)上,沿周向与轴向阵列有若干个发汗冷却小孔(11),发汗冷却小孔(11)的轴线与爆震燃烧室(1)轴线垂直,爆震传播段(9)在出口附近不再设置小孔。3.根据权利要求1所述的一种有益于壁面冷却与起爆的脉冲爆震火箭发动机供油方案,其特征在于:所述的共轨供油管道(2)为内径10mm的长直管道,其长度视爆震燃烧室(1)的轴向...
【专利技术属性】
技术研发人员:范玮,董荣晓,张晋,孙云龙,贾文杰,申帅,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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