用于地面直连试验的空气加热器制造技术

本申请公开了一种用于地面直连试验的空气加热器，包括：出气管，出气管的前端具有进气口，出气管的后端具有出气口，出气管的出气口用于与试验发动机的进气口相连通；燃烧室，设置于出气管的前端并与出气管的进气口相连通，燃烧室的侧壁上穿设有用于点火的点火器；混气室，设置于出气管的前端并与出气管的进气口相连通；第一混合机构，第一混合机构与燃烧室相连，用于混合空气和燃料并将混合后的空气和燃料输送至燃烧室内；第二混合机构，第二混合机构与混气室相连，用于混合空气和氧气并将混合后的空气和氧气输送至混气室内

【技术实现步骤摘要】
用于地面直连试验的空气加热器


[0001]本申请涉及直连试验
，特别涉及一种用于地面直连试验的空气加热器
。

技术介绍

[0002]近年以来，随着航空航天事业的快速发展，航空器和航天器的发动机成为了研究热点，因此，需要通过地面直连试验进行相关的研究
。
其中，地面直连试验需要通过空气加热器对试验用发动机的来流空气进行加热，而燃烧型的空气加热器由于具有结构紧凑
、
试验成本低
、
试验周期短
、
能够迅速地将空气加热到高温状态等优点，得到了广泛的应用
。
具体的，燃烧型的空气加热器在工作时通过燃烧燃料的方式直接加热试验用发动机的来流空气
。
[0003]但是，传统的燃烧型的空气加热器目前存在以下问题：
1、
空气加热器燃烧燃料对试验用发动机的来流空气进行加热的过程中，通常是在燃料进入空气加热器的燃烧室之前补充氧气，而燃料在进入空气加热器的燃烧室进行燃烧时会消耗所补充的氧气，从而导致地面直连试验中通向试验用发动机的来流空气的氧气含量低于空气中氧气的实际含量，进而会影响试验结果的准确性；
2、
燃料在进入空气加热器的燃烧室之前会与所补充的氧气混合，由于燃料在空气加热器的燃烧室内燃烧时所产生的热量会传递至空气加热器的燃烧室前端的输送管道内，使得与所补充的氧气混合后的燃料很容易在进入空气加热器的燃烧室之前发生燃烧，从而烧蚀相关的部件；
3、
来流空气
、
燃料以及所补充的氧气在进入空气加热器的燃烧室后无法充分混合，使得进入空气加热器的燃烧室内的燃料不均匀燃烧，从而导致燃料的燃烧效率较低，进而导致空气加热器的加热效率较低
。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
为此，本申请提出一种用于地面直连试验的空气加热器，能够使一部分空气与燃料混合后通入燃烧室内点火燃烧，另一部分空气与氧气混合后通入混气室，其中，燃烧室和混气室均与出气管的进气口相连通，以使通入混气室内的氧气与燃料燃烧产生的尾气能够在出气管内进行混合，从而能够有效地补充燃料燃烧所消耗的氧气，进而使得出气管通入试验发动机的气体接近真实的来流空气，同时，所补充的氧气并未在燃料燃烧之前与燃料混合，有利于避免燃料在进入燃烧室之前发生燃烧，从而有利于避免相关的部件被烧蚀
。
[0005]根据本申请的实施例的用于地面直连试验的空气加热器，包括：出气管，所述出气管的前端具有进气口，所述出气管的后端具有出气口，所述出气管的出气口用于与试验发动机的进气口相连通；燃烧室，所述燃烧室设置于所述出气管的前端并与所述出气管的进气口相连通，所述燃烧室的侧壁上穿设有用于点火的点火器；混气室，所述混气室设置于所述出气管的前端并与所述出气管的进气口相连通；第一混合机构，所述第一混合机构与所述燃烧室相连，所述第一混合机构用于混合空气和燃料并将混合后的空气和燃料输送至所述燃烧室内；第二混合机构，所述第二混合机构与所述混气室相连，所述第二混合机构用于
混合空气和氧气并将混合后的空气和氧气输送至所述混气室内
。
[0006]根据本申请实施例的用于地面直连试验的空气加热器，至少具有如下有益效果：使用时，通过所述第一混合机构将一部分空气与燃料进行混合并输送至所述燃烧室内，通过所述第二混合机构将另一部分空气与氧气进行混合并输送至所述混气室内，其中，所述燃烧室和所述混气室均与所述出气管的进气口相连通，以使输送至所述混气室内的氧气与燃料燃烧产生的尾气能够在所述出气管内进行混合，从而能够有效地补充燃料燃烧所消耗的氧气，进而使得所述出气管通入试验发动机的气体接近真实的来流空气，同时，所补充的氧气并未在燃料燃烧之前与燃料混合，有利于避免燃料在进入所述燃烧室之前发生燃烧，从而有利于避免相关的部件被烧蚀
。
[0007]根据本申请的一些实施例，所述混气室设置于所述燃烧室与所述出气管的进气口之间，所述混气室与所述燃烧室相连通
。
[0008]根据本申请的一些实施例，所述第一混合机构包括第一混合室
、
燃料室
、
燃料输送管和第一空气进气管，所述第一混合室包覆于所述燃烧室外，所述第一混合室的侧壁与所述燃烧室的侧壁之间具有间隙以形成第一汇流腔，所述燃烧室的侧壁上沿周向间隔设置有多个连通所述第一汇流腔与所述燃烧室的第一进气孔，所述燃料室设置于所述燃烧室的前端，所述燃料室与所述第一混合室之间共用所述第一混合室前端侧壁的至少一部分，所述第一混合室前端的侧壁被所述燃料室所共用的部分间隔设置有多个连通所述燃料室与所述第一汇流腔的燃料输出孔，所述燃料输送管的输出端连接于所述燃料室的侧壁并与所述燃料室相连通，所述第一空气进气管的输出端连接于所述第一混合室前端的侧壁并与所述第一汇流腔相连通
。
[0009]根据本申请的一些实施例，所述燃料室包覆于所述第一空气进气管的输出端，所述燃烧室前端的侧壁正对所述第一空气进气管的输出端，所述燃烧室前端的侧壁与所述第一空气进气管的输出端之间具有间隙，以使所述燃料室内的燃料进入所述第一汇流腔时的方向与所述第一空气进气管内的空气进入所述第一汇流腔时的方向之间具有夹角
。
[0010]根据本申请的一些实施例，所述点火器包括火花塞，所述燃烧室的侧壁上穿设有火花塞套管，所述火花塞内置于所述火花塞套管内，所述火花塞套管至少有部分位于所述第一汇流腔内，所述火花塞套管位于所述第一汇流腔内的部分设置有连通所述火花塞套管内部与所述第一汇流腔的泄压孔
。
[0011]根据本申请的一些实施例，所述第二混合机构包括第二混合室
、
第二空气进气管
、
氧气室和氧气进气管，所述第二混合室包覆于所述混气室外，所述第二混合室的侧壁与所述混气室的侧壁之间具有间隙以形成第二汇流腔，所述混气室的侧壁上沿周向间隔设置有多个连通所述第二汇流腔与所述混气室的第二进气孔，所述第二空气进气管的输出端连接于所述第二混合室的侧壁并与所述第二汇流腔相连通，所述氧气室设置于所述第二空气进气管内部，所述氧气室的侧壁上间隔设置有多个连通所述第二空气进气管与所述氧气室的出气孔，所述氧气进气管穿设于所述第二空气进气管的管壁上并与所述氧气室相连通
。
[0012]根据本申请的一些实施例，所述第一混合室与所述第二混合室之间具有共用的侧壁，所述第一混合室与所述第二混合室之间共用的侧壁上设置有连通所述第一汇流腔与所述第二汇流腔的通气孔
。
[0013]根据本申请的一些实施例，还包括用于输送空气的主进气管，所述第一空气进气
管的输入端以及所述第二空气进气管的输入端均连通于所述主进气管的输出端，所述第一空气进气管的中部可拆卸地设置有渐缩喷嘴
。
[0014]根据本申请的一些实施例，所述出气管的出气口可拆卸地设置有出气环
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于地面直连试验的空气加热器，其特征在于，包括：出气管
(100)
，所述出气管
(100)
的前端具有进气口，所述出气管
(100)
的后端具有出气口，所述出气管
(100)
的出气口用于与试验发动机的进气口相连通；燃烧室
(200)
，所述燃烧室
(200)
设置于所述出气管
(100)
的前端并与所述出气管
(100)
的进气口相连通，所述燃烧室
(200)
的侧壁上穿设有用于点火的点火器；混气室
(300)
，所述混气室
(300)
设置于所述出气管
(100)
的前端并与所述出气管
(100)
的进气口相连通；第一混合机构，所述第一混合机构与所述燃烧室
(200)
相连，所述第一混合机构用于混合空气和燃料并将混合后的空气和燃料输送至所述燃烧室
(200)
内；第二混合机构，所述第二混合机构与所述混气室
(300)
相连，所述第二混合机构用于混合空气和氧气并将混合后的空气和氧气输送至所述混气室
(300)
内
。2.
如权利要求1所述的用于地面直连试验的空气加热器，其特征在于，所述混气室
(300)
设置于所述燃烧室
(200)
与所述出气管
(100)
的进气口之间，所述混气室
(300)
与所述燃烧室
(200)
相连通
。3.
如权利要求1或2所述的用于地面直连试验的空气加热器，其特征在于，所述第一混合机构包括第一混合室
(410)、
燃料室
(420)、
燃料输送管
(430)
和第一空气进气管
(440)
，所述第一混合室
(410)
包覆于所述燃烧室
(200)
外，所述第一混合室
(410)
的侧壁与所述燃烧室
(200)
的侧壁之间具有间隙以形成第一汇流腔，所述燃烧室
(200)
的侧壁上沿周向间隔设置有多个连通所述第一汇流腔与所述燃烧室
(200)
的第一进气孔
(210)
，所述燃料室
(420)
设置于所述燃烧室
(200)
的前端，所述燃料室
(420)
与所述第一混合室
(410)
之间共用所述第一混合室
(410)
前端侧壁的至少一部分，所述第一混合室
(410)
前端的侧壁被所述燃料室
(420)
所共用的部分间隔设置有多个连通所述燃料室
(420)
与所述第一汇流腔的燃料输出孔
(411)
，所述燃料输送管
(430)
的输出端连接于所述燃料室
(420)
的侧壁并与所述燃料室
(420)
相连通，所述第一空气进气管
(440)
的输出端连接于所述第一混合室
(410)
前端的侧壁并与所述第一汇流腔相连通
。4.
如权利要求3所述的用于地面直连试验的空气加热器，其特征在于，所述燃料室
(420)
包覆于所述第一空气进气管
(440)
的输出端，所述燃烧室
(200)
前端的侧壁正对所述第一空气进气管
(440)

【专利技术属性】
技术研发人员：宫继双，郑少泉，谭峻然，道尔别克，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：