一种发动机及其燃烧室结构制造技术

一种发动机及其燃烧室结构，其燃烧室结构的爆震燃烧通道设于多个沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向排布的点火器。混合流的流动方向排布的点火器。混合流的流动方向排布的点火器。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机及其燃烧室结构


[0001]本文涉及飞行器发动机技术，尤指一种发动机及其燃烧室结构。

技术介绍

[0002]航空航天领域竞争越来越激烈，对于空天领域关键革新技术的研究越来越引起各个国家的重视。近年来，伴随着对高超音速飞行器及单级入轨动力系统的研究的不断深入，新型连续旋转爆震发动机技术得到了快速的发展。研究表明，基于爆震燃烧的推进技术能够极大的减低燃油消耗，大幅度提高动力装置的比冲特性，对拓宽吸气式飞行器工作包线、提升现有武器装备经济性和作战性能具有重要的意义。作为一种可以弯道超车的领先技术，对其全面深入的研究显得更加的迫切。
[0003]旋转爆震发动机是一种利用爆震燃烧的动力技术，总结其特点及优势在于：(1)在旋转爆震发动机中，爆震波围绕两个同轴圆柱体间隙中的环形空间传播，空气燃料混合后被喷射出去，并被前一轮的燃烧所点燃，如果设计得当，原本不稳定的燃烧和点火过程将可自发维持下去；(2)只需要一次成功起爆，爆震波即可沿燃烧室圆周方向连续传播；(3)燃烧速率快，放热强度大，燃烧室结构紧凑，可以缩短发动机长度；(4)具有增压特性，可以减少涡轮发动机压气机级数或降低冲压发动机进气道总压损失，有利于简化推进系统设计，提高发动机推重比；(5)可用吸气式模态或火箭式模态工作，工作范围可从亚声速到高马赫数的超声速变化。因此，连续旋转爆震发动机的研究逐渐引起了科技界的广泛关注。
[0004]现有技术的旋转爆震发动机只有通过改变进入到燃烧室内的氧化气体和燃油混合当量比及进入流量的多少状态，来改变发动机产生的推力；如在同一混合当量比和进入流量状态下改变推力，需要通过更换不同线性或结构的燃烧室来改变，因此需要对整机进行反复拆卸、部件清洗、更换部件、装机，周期性长，并且多种结构也同时增加了制作成本。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种发动机及其燃烧室结构，可在不需要进行更换内部任何部件的情况下，即可产生出不同需要的推力，以满足不同工况下的使用需求。
[0006]本申请提供了一种发动机燃烧室结构，包括：芯柱、套设在所述芯柱外侧的外套体；所述外套体和所述芯柱之间形成环形通道，所述环形通道包括供氧化剂和燃料进行爆震燃烧的爆震燃烧通道；所述爆震燃烧通道设于多个沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向排布的点火器。
[0007]在一个示例性实施例中，所述爆震燃烧通道的内壁上设有多个用于产生爆震燃烧的凹形腔，所述凹形腔沿所述燃烧通道的周向延伸，多个所述凹形腔沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向排布；所述多个点火器与所述多个凹形腔一一对应设置。
[0008]在一个示例性实施例中，所述凹形腔形成于所述芯柱的外壁或所述外套体的内壁或所述芯柱的外壁和所述外套体的内壁。
[0009]在一个示例性实施例中，沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向，所述凹形腔包
括位于上游的第一侧壁和位于下游的第二侧壁，所述第二侧壁自底部向开口处逐渐朝向下游倾斜设置。
[0010]在一个示例性实施例中，所述环形通道还包括对所述氧化剂和燃料进行整流的整流流道；沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向，所述整流流道位于所述爆震燃烧通道上游并与所述爆震燃烧通道连通。
[0011]在一个示例性实施例中，所述整流流道的进口为氧化剂进气口，所述外套体和/或所述芯柱设有与所述整流流道连通的燃料喷注孔。
[0012]在一个示例性实施例中，所述外套体的外壁设有沿所述外套体周向延伸的环形喷注腔；沿所述外套体的周向，所述燃料喷注孔包括多个，多个所述喷注孔的进口与所述喷注腔连通。
[0013]在一个示例性实施例中，所述整流流道自所述氧化剂的进气口至所述爆震燃烧通道的径向宽度逐渐增大。
[0014]在一个示例性实施例中，所述整流流道的长度大于所述爆震燃烧通道的长度。
[0015]在一个示例性实施例中，所述多个点火器安装于所述外套体和/或所述芯柱上并伸入所述凹形腔。
[0016]在一个示例性实施例中，发动机燃烧室结构还包括与所述多个点火器连接的控制装置，所述控制装置设置成控制所述多个点火器单独点火或任意组合方式点火。
[0017]本申请提供了一种发动机，包括上述任意实施例所述的发动机燃烧室结构。
[0018]与相关技术相比，本申请实施例的发动机燃烧室结构通过在爆震燃烧通道设计多个沿氧化剂和燃料混合流的流动方向排布的点火器，从而可选择不同位置的点火器单独点火或任意组合方式进行同时点火爆震，使爆震波不叠加或叠加，从而使同一台发动机，在不需要进行更换内部任何部件的情况下，即可产生出不同需要的推力，以满足不同工况下的使用需求。
[0019]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
[0020]附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0021]图1为本申请实施例发动机燃烧室结构的示意图。
具体实施方式
[0022]本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
[0023]本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的专利技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它专利技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的专利技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
[0024]此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
[0025]本申请实施例提供一种发动机燃烧室结构100，可应用于飞行器的发动机。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机燃烧室结构，其特征在于，包括：芯柱、套设在所述芯柱外侧的外套体；所述外套体和所述芯柱之间形成环形通道，所述环形通道包括供氧化剂和燃料进行爆震燃烧的爆震燃烧通道；所述爆震燃烧通道设有多个沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向排布的点火器。2.根据权利要求1所述的发动机燃烧室结构，其特征在于，所述爆震燃烧通道的内壁上设有多个用于产生爆震燃烧的凹形腔，所述凹形腔沿所述燃烧通道的周向延伸，多个所述凹形腔沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向排布；所述多个点火器与所述多个凹形腔一一对应设置。3.根据权利要求2所述的发动机燃烧室结构，其特征在于，所述凹形腔形成于所述芯柱的外壁或所述外套体的内壁或所述芯柱的外壁和所述外套体的内壁。4.根据权利要求3所述的发动机燃烧室结构，其特征在于，沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方向，所述凹形腔包括位于上游的第一侧壁和位于下游的第二侧壁，所述第二侧壁自底部向开口处逐渐朝向下游倾斜设置。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的发动机燃烧室结构，其特征在于，所述环形通道还包括对所述氧化剂和燃料进行整流的整流流道；沿所述氧化剂和燃料混合流的流动方...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新华，曹鑫彪，周乐仪，高宗永，刘海洋，
申请(专利权)人：清航空天北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：