一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器及工作方法技术

本申请提供一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器及工作方法，稳定器包括圆锥体、径向稳定器、圆锥体后端面、后置腔前端面、支撑管、环形挡板、安装孔、进气孔、后置腔后端面、离心喷嘴、分支燃油管、连接通道；圆锥体中心设置有贯穿圆锥体的连接通道，头部为圆锥形状，底部为后置腔后端面，圆锥体后端面通过支撑管与后置腔前端面固定连接，形成环形中心凹腔；圆锥体与多个均匀分布的径向稳定器周向固连，形成中心燃烧火焰稳定器；后置腔前端面上相邻两个径向稳定器中间截面都设有周向均匀的离心喷嘴；燃油经燃油管通过连接通道穿过圆锥体和支撑管的内部直通后置腔由离心喷嘴向环形中心凹腔供油。本申请大大拓宽点火边界并提升燃烧稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器及工作方法


[0001]本申请涉及小尺寸液体亚燃冲压发动机燃烧室设计
，特别涉及一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器及工作方法。

技术介绍

[0002]随着世界各国都在追逐先进超音速作战武器，超音速、高超音速飞行器的动力系统地位越来越被看中。超声速导弹、飞行器的迅速发展也对军队的作战训练模拟提出了更高的要求，超声速巡航、空地导弹、靶弹将成为国防建设重点项目，但目前国内的小尺寸的超声速动力系统还十分欠缺，与亚音速动力涡喷发动机不同，超音速装备动力系统主要是冲压发动机和加力涡喷发动机，不论是冲压发动机的燃烧室，还是加力燃烧室都面临在高空、高速、低温环境下，进口气流速度高、热容强度大，组织燃烧困难等问题，特别是小尺寸液体亚燃冲压发动机高空点火、火焰稳定燃烧更加困难且燃烧效率低等问题更加突出。
[0003]采用高性能火焰稳定器和先进的供油方式是解决小尺寸超音速动力面临问题的关键因素，传统的旁置火焰凹腔稳定器以及壁面直接喷注的气动供油方式，在高速、低温的来流环境下，受结构尺寸和形状的影响，旁置凹腔稳定器自身稳定性降低、火焰传播能力变弱；同时直射式喷嘴的燃油喷注形式，喷射速度较低、雾化性能很差，并不能在旁置凹腔内形成雾化性能很好和分布良好易于点火的油气混合物，高空点火成功率并不高。
[0004]传统的旁置凹腔火焰稳定器的这些特点并不能很好的解决液体亚燃冲压发动机高空点火和火焰稳定燃烧的问题，这都与超音速武器装备追求的高空、高速指标相矛盾，使得小尺寸超音速动力的工作包线变窄。/>
技术实现思路

[0005]本申请提供了一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器及工作方法，可用于解决液体亚燃冲压发动机高空点火和火焰稳定燃烧的问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器，所述稳定器包括：
[0007]圆锥体(1)、径向稳定器(2)、圆锥体后端面(301)、后置腔前端面(302)、支撑管(303)、环形挡板(304)、安装孔(305)、进气孔(306)、后置腔后端面(4)、离心喷嘴(5)、分支燃油管(6)、连接通道(8)；圆锥体(1)中心设置有贯穿圆锥体(1)的连接通道(8)，头部为圆锥形状，底部为后置腔后端面(4)；
[0008]所述圆锥体后端面(301)通过支撑管(303)与后置腔前端面(302)固定连接，形成环形中心凹腔(3)；所述圆锥体(1)表面设置有多个均匀分布径向稳定器(2)，形成中心燃烧火焰稳定器；
[0009]所述后置腔前端面(302)上相邻两个径向稳定器(2)中间截面都设有周向均匀的安装孔(305)；
[0010]所述燃油管(9)从机匣(12)进入燃烧室，通过连接通道(8)穿过圆锥体(1)和支撑管(303)的内部直通后置腔(7)；燃油管(9)尾端与后置腔后端面(4)相连；所述燃油管(9)在
后置腔(7)内分散成多个分支燃油管(6)，所述每根分支燃油管(6)上都设置一个离心喷嘴(5)；
[0011]所述离心喷嘴(5)通过后置腔前端面(302)上均匀分布的安装孔(305)向环形中心凹腔(3)进行独立供油；
[0012]所述环形挡板(304)与后置腔前端面(302)相连，将离心喷嘴(5)紧紧限制在内部；
[0013]所述后置腔前端面(302)上周向均匀设置多个进气孔(306)，进气孔(306)位于径向稳定器(2)的正后方，进气孔(306)与径向稳定器(2)一一对应、数量相同。
[0014]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述圆锥体后端面(301)的半径r1大于后置腔前端面(302)的半径r2，第一半径差值Δr1是第二半径差值Δr2的1.5～2倍；其中，第一半径差值Δr1为圆锥体后端面(301)的半径r1与支撑管(303)半径r3的差值；第二半径差值Δr2为后置腔前端面(302)的半径r2与支撑管(303)半径r3的差值。
[0015]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，环形中心凹腔(3)的轴向长度L与圆锥体后端面(301)到后置腔前端面(302)的距离相同，环形中心凹腔(3)的轴向长度L大于第一半径差值Δr1，环形中心凹腔(3)的轴向长度L是第一半径差值Δr1的1.2～2.5倍。
[0016]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述后置腔前端面(302)上周向均匀分布多个安装孔(305)，每个安装孔(305)都在相邻两个径向稳定器(2)中间截面，且安装孔(305)数量与径向稳定器(2)的数量n相同，第三半径差值Δr3为第二半径差值Δr2的1/3～1/2倍，第三半径差值为所述安装孔(305)开孔位置所在分度圆的半径r4与支撑管(303)的半径r3的差值。
[0017]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，每个安装孔(305)中都分布一个离心喷嘴(5)，燃油通过燃油管(9)和n根分支燃油管(6)由离心喷嘴(5)对环形中心凹腔(3)进行供油，形成独立供油系统；
[0018]离心喷嘴(5)与径向稳定器(2)的数量n相同，所述离心喷嘴(5)，包括进油口(500)、外壳(501)、堵头(502)、涡流室进油孔(503)、涡流室(504)、旋块(505)和出油孔(506)，旋块(505)通过旋铆和堵头(502)铆接，形成一个只有涡流室进油孔(503)进油的封闭腔体，旋块(505)和外壳(501)旋铆。
[0019]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，在涡流室(504)最大直径处设置两个相切的涡流室进油孔(503)；
[0020]两个涡流室进油孔(503)的开孔方向平行；涡流室(504)夹角θ的范围为80
°
～100
°
，涡流室(504)的直径d
504
是出油孔(506)口径d
506
的6～8倍，涡流室进油孔(503)的口径d
503
和出油孔(506)口径d
506
相同，范围均为0.2～0.5mm。
[0021]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述环形挡板(304)呈圆形，轴向长度范围为3～5mm，环形挡板(304)半径r304减去安装孔(305)所在分度圆的半径r4和安装孔(305)半径r305的差值Δr4范围为1～2mm。
[0022]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述后置腔前端面(302)上周向均匀分布多个进气孔(306)，每个进气孔(306)都正对一个径向稳定器(2)，且进气孔(306)的数量与径向稳定器(2)数量n相同，进气孔(306)的孔径d
30
范围为2～4mm，进气孔(306)开孔位置所在分度圆的半径r5与进气孔(306)半径r
306
和支撑管(303)的半径r3的差值Δr5范围为0.5～1.5mm。
[0023]第二方面，本申请提供一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器的工作方法，方法包括：
[0024]步骤1，稳定器点火前，首先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器，其特征在于，所述稳定器包括：圆锥体(1)、径向稳定器(2)、圆锥体后端面(301)、后置腔前端面(302)、支撑管(303)、环形挡板(304)、安装孔(305)、进气孔(306)、后置腔后端面(4)、离心喷嘴(5)、分支燃油管(6)、连接通道(8)；圆锥体(1)中心设置有贯穿圆锥体(1)的连接通道(8)，头部为圆锥形状，底部为后置腔后端面(4)；所述圆锥体后端面(301)通过支撑管(303)与后置腔前端面(302)固定连接，形成环形中心凹腔(3)；所述圆锥体(1)表面设置有多个均匀分布径向稳定器(2)，形成中心燃烧火焰稳定器；所述后置腔前端面(302)上相邻两个径向稳定器(2)中间截面都设有周向均匀的安装孔(305)；所述燃油管(9)从机匣(12)进入燃烧室，通过连接通道(8)穿过圆锥体(1)和支撑管(303)的内部直通后置腔(7)；燃油管(9)尾端与后置腔后端面(4)相连；所述燃油管(9)在后置腔(7)内分散成多个分支燃油管(6)，所述每根分支燃油管(6)上都设置一个离心喷嘴(5)；所述离心喷嘴(5)通过后置腔前端面(302)上均匀分布的安装孔(305)向环形中心凹腔(3)进行独立供油；所述环形挡板(304)与后置腔前端面(302)相连，将离心喷嘴(5)紧紧限制在内部；所述后置腔前端面(302)上周向均匀设置多个进气孔(306)，进气孔(306)位于径向稳定器(2)的正后方，进气孔(306)与径向稳定器(2)一一对应、数量相同。2.根据权利要求1所述的一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器，其特征在于，所述圆锥体后端面(301)的半径r1大于后置腔前端面(302)的半径r2，第一半径差值Δr1是第二半径差值Δr2的1.5～2倍；其中，第一半径差值Δr1为圆锥体后端面(301)的半径r1与支撑管(303)半径r3的差值；第二半径差值Δr2为后置腔前端面(302)的半径r2与支撑管(303)半径r3的差值。3.根据权利要求2所述的一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器，其特征在于，环形中心凹腔(3)的轴向长度L与圆锥体后端面(301)到后置腔前端面(302)的距离相同，环形中心凹腔(3)的轴向长度L大于第一半径差值Δr1，环形中心凹腔(3)的轴向长度L是第一半径差值Δr1的1.2～2.5倍。4.根据权利要求1所述的一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器，其特征在于，所述后置腔前端面(302)上周向均匀分布多个安装孔(305)，每个安装孔(305)都在相邻两个径向稳定器(2)中间截面，且安装孔(305)数量与径向稳定器(2)的数量n相同，第三半径差值Δr3为第二半径差值Δr2的1/3～1/2倍，第三半径差值为所述安装孔(305)开孔位置所在分度圆的半径r4与支撑管(303)的半径r3的差值。5.根据权利要求4所述的一种高雾化性能中心燃烧火焰稳定器，其特征在于，每个安装孔(305)中都分布一个离心喷嘴(5)，燃油通过燃油管(9)和n根分支燃油管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛源海，常国强，陈敏，钱松林，李照远，吴进军，牛延林，付细辉，
申请(专利权)人：融通航空发动机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：