本发明专利技术涉及燃油快速雾化技术领域，尤其是涉及一种利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室，包括：多自由度激波发生器模块、外部驱动系统和燃烧室本体；所述多自由度激波发生器模块滑动安装于燃烧室本体的燃烧室上壁面；所述外部驱动系统固定安装于燃烧室本体的燃烧室上壁面；所述多自由度激波发生器模块与所述外部驱动系统连接；所述多自由度激波发生器模块在所述外部驱动系统的带动下在燃烧室上壁面进行横向滑动以实现位置改变；所述多自由度激波发生器模块通过改变自身激波结构的几何构型以实现激波位置、强度以及角度的多自由度调节。本发明专利技术采用多自由度可变激波结构来加速燃油雾化，提升燃油雾化性能的同时，拓展了适用工况。拓展了适用工况。拓展了适用工况。
【技术实现步骤摘要】
一种利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室
[0001]本专利技术涉及燃油快速雾化
，尤其是涉及一种利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室。
技术介绍
[0002]超燃冲压发动机为动力的飞行器速度可达到马赫数6到25，飞行高度可达到60km以上，因其在宽范围飞行马赫数下的优良性能，使它成为未来飞行器的首选推进系统形式，已经成为各航空航天大国动力研究的焦点。超声速燃烧室是超燃冲压发动机中最关键的部件，其性能最终决定了超燃冲压发动机技术的发展和走向。超声速燃烧室设计重点及难点之一就是燃油快速雾化技术。
[0003]现有的雾化技术主要分为被动混合增强方法与主动混合增强方法，包括壁面横向单孔/多孔射流、微小斜坡/涡流发生器、脉冲射流以及波形壁等。但是随着飞行环境的进一变化，上述技术已无法满足超声速燃烧室对燃油雾化性能的需求，尤其是对于宽速域飞行，要求根据飞行环境实时调节燃油雾化性能，这就需要研发出更加高效且具有可调性能的燃油雾化技术。现有技术中，激波发生器对促进横向射流流场的混合性能最有前途，因为其既能有效提高燃料穿透深度，又不会带来较大的总压损失。但是该技术未能突破飞行器对宽速域飞行的需求，因其只有在设计工况下才有优良的性能。
[0004]因此，针对以上技术不足，需要设计一种基于高效且具有宽适应性燃油雾化技术的超声速燃烧室。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室，该燃烧室采用多自由度可变激波结构来加速燃油雾化，提升燃油雾化性能的同时，拓展了适用工况。
[0006]本专利技术提供一种利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室，其包括：多自由度激波发生器模块、外部驱动系统和燃烧室本体；所述多自由度激波发生器模块滑动安装于燃烧室本体的燃烧室上壁面；所述外部驱动系统固定安装于燃烧室本体的燃烧室上壁面；所述多自由度激波发生器模块与所述外部驱动系统连接；所述多自由度激波发生器模块在所述外部驱动系统的带动下在燃烧室上壁面进行横向滑动以实现位置改变；所述多自由度激波发生器模块通过改变自身激波结构的几何构型以实现激波位置、强度以及角度的多自由度调节。
[0007]优选的，所述多自由度激波发生器模块包括：内部驱动系统、前缘板、尾缘板以及激波发生器模块壁板；所述前缘板和尾缘板通过激波发生器铰链连接；所述前缘板通过前缘板压缩弹簧与前缘板移动导轨相连；所述前缘板移动导轨通过前缘板铰链与激波发生器模块壁板相连；所述尾缘板通过尾缘板压缩弹簧与尾缘板移动导轨相连；尾缘板移动导轨与激波发生器模块壁板固连；所述内部驱动系统用于带动前缘板绕前缘板铰链转动。
[0008]优选的，所述内部驱动系统包括：激波发生器驱动电机、激波发生器驱动电机底座和激波发生器驱动杆；所述激波发生器驱动电机通过激波发生器驱动电机底座与激波发生器模块壁板固定连接，所述激波发生器驱动电机通过激波发生器驱动杆与前缘板相连。
[0009]优选的，所述激波发生器模块壁板内嵌有激波发生器密封滑块导轨；激波发生器密封滑块通过激波发生器密封压缩弹簧与激波发生器密封滑块导轨相连。
[0010]优选的，所述激波发生器模块壁板设置有上游密封滑块与下游密封滑块；所述上游密封滑块与下游密封滑块内嵌在燃烧室上壁面，分别通过上游压缩弹簧和下游压缩弹簧与激波发生器模块壁板贴合。
[0011]优选的，所述激波发生器密封滑块导轨的下壁面、上游密封滑块与下游密封滑块安装腔的下壁面均采用流线型设计。
[0012]优选的，所述前缘板距燃烧室进口距离L1与燃油喷孔距燃烧室进口距离L2之比为0.6～0.85。
[0013]优选的，所述多自由度激波发生器模块的激波发生器角度θ1范围为45
°
～75
°
；所述多自由度激波发生器模块的激波发生器高度L3与当地边界层厚度之比为3～5。
[0014]优选的，所述外部驱动系统包括：横向驱动电机、横向驱动电机底座及横向驱动杆；所述横向驱动电机通过横向驱动电机底座和燃烧室上壁面相连，所述多自由度激波发生器模块通过横向驱动杆与横向驱动电机。
[0015]优选的，所述燃烧室设置有喷射孔，所述喷射孔在凹腔的上游。
[0016]有益效果：
[0017]本专利技术提供的技术方案通过外部驱动系统改变多自由度激波发生器模块的位置，通过内部驱动系统改变自身的几何构型，由此改变激波的位置、角度和强度，实现激波结构的多自由可调，进而保证超声速燃烧室在各个工况下燃油的高效雾化。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室的立体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室的剖视图；
[0021]附图标记说明：1：燃烧室本体，2：凹腔，3：横向驱动电机底座，4：横向驱动电机，5：横向驱动杆，6：多自由度激波发生器模块，7：上游密封滑块，8：燃烧室上壁面，9：上游压缩弹簧，10：喷射孔，11：下游压缩弹簧，12：下游密封滑块，13：激波发生器模块壁板，14：尾缘板移动导轨，15：尾缘板，16：激波发生器铰链，17：尾缘板压缩弹簧，18：前缘板，19：前缘板压缩弹簧，20：前缘板移动导轨，21：前缘板铰链，22：激波发生器驱动杆，23：激波发生器驱动电机，24：激波发生器驱动电机底座，25：激波发生器密封滑块，26：激波发生器密封压缩弹簧，27：激波发生器密封滑块导轨，L1：前缘板距燃烧室进口距离，L2：燃油喷孔距燃烧室进口距离，L3：激波发生器高度，θ1：激波发生器角度。
具体实施方式
[0022]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室，其特征在于：包括：多自由度激波发生器模块(6)、外部驱动系统和燃烧室本体(1)；所述多自由度激波发生器模块(6)滑动安装于燃烧室本体(1)的燃烧室上壁面(8)；所述外部驱动系统固定安装于燃烧室本体(1)的燃烧室上壁面(8)；所述多自由度激波发生器模块(6)与所述外部驱动系统连接；所述多自由度激波发生器模块(6)在所述外部驱动系统的带动下在燃烧室上壁面(8)进行横向滑动以实现位置改变；所述多自由度激波发生器模块(6)通过改变自身激波结构的几何构型以实现激波位置、强度以及角度的多自由度调节。2.根据权利要求1所述的利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室，其特征在于，所述多自由度激波发生器模块(6)包括：内部驱动系统、前缘板(18)、尾缘板(15)以及激波发生器模块壁板(13)；所述前缘板(18)和尾缘板(15)通过激波发生器铰链(16)连接；所述前缘板(18)通过前缘板压缩弹簧(19)与前缘板移动导轨(20)相连；所述前缘板移动导轨(20)通过前缘板铰链(21)与激波发生器模块壁板(13)相连；所述尾缘板(15)通过尾缘板压缩弹簧(17)与尾缘板移动导轨(14)相连；尾缘板移动导轨(14)与激波发生器模块壁板(13)固连；所述内部驱动系统用于带动前缘板(18)绕前缘板铰链(21)转动。3.根据权利要求2所述的利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室，其特征在于，所述内部驱动系统包括：激波发生器驱动电机(23)、激波发生器驱动电机底座(24)和激波发生器驱动杆(22)；所述激波发生器驱动电机(23)通过激波发生器驱动电机底座(24)与激波发生器模块壁板(13)固定连接，所述激波发生器驱动电机(23)通过激波发生器驱动杆(22)与前缘板(18)相连。4.根据权利要求3所述的利用多自由度可变激波加速燃油雾化的超声速燃烧室，其特征在于，所述激波发生器模块壁板...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永胜，董金刚，吴军飞，穆向阳，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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