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基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管制造技术

技术编号:41301761 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-13 14:48
一种基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,两端分别与扩张点火段和燃烧室相连,其中:螺旋式预爆管缠绕设置于燃烧室的外部并与燃烧室的入口段相连,扩张点火段分别与燃料源和电火花塞相连。本装置通过火花塞后管径比的逐级增大,可以用火花塞较小的点火能量,在预爆管中得到尺寸更大的爆轰波,同时可以用较长的预爆管长度获得较大的点火能量,实现旋转爆轰发动机燃烧室结构更为紧凑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种爆轰发动机领域的技术,具体是一种基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管


技术介绍

1、高效的起爆装置对旋转爆轰发动机(rotating detonation engine)的稳定工作十分重要,因为爆轰波直接起爆要求能量密度很高,要在旋转爆轰发动机燃烧室得到爆轰波通常是通过直圆管结构、安装方向和燃烧室周向相切的预爆管起爆,在预爆管内得到尺寸较小的爆轰波并从预爆管出口沿切向射入燃烧室内,形成更大尺寸的爆轰波从而在燃烧室形成稳定的爆轰波传播模态。预爆管长度越长管径越粗时,预爆管所能提供的能量越高,越有利于提高起爆成功率。但直管对于旋转爆轰发动机的空间利用率较低,增加预爆管长度会显著增加燃烧室所占用的空间,不利于发动机结构紧凑,并且会降低发动机的推重比。预爆管的点火装置也通常采用电火花塞,其能量密度往往较低,这也限制了预爆管的管径。

2、现有开闭式旋转爆轰发动机单向起爆装置,包括阀门、预爆管和爆轰管转接装置,爆轰发动机环形燃烧室上设有用于与预爆管连通的开口,等径直管需要较强能量的点火源,降低了燃烧室的空间利用率且整个预爆管能提供的能量较低,爆轰波在燃烧室传播一周后冲闭阀门可能会导致爆轰波反射熄灭,阀门为纯机械装置爆轰波反复高速冲开和冲闭导致的磨损较高易损坏。


技术实现思路

1、本专利技术针对现有技术存在的上述不足,提出一种基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,通过火花塞后管径比的逐级增大,可以用火花塞较小的点火能量,在预爆管中得到尺寸更大的爆轰波,同时可以用较长的预爆管长度获得较大的点火能量,实现旋转爆轰发动机燃烧室结构更为紧凑。

2、本专利技术是通过以下技术方案实现的:

3、本专利技术涉及一种基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,两端分别与扩张点火段和燃烧室相连,其中:螺旋式预爆管缠绕设置于燃烧室的外部并与燃烧室的入口段相连,扩张点火段分别与燃料源和电火花塞相连。

4、所述的燃烧室包括:外环、内环和设置于其间的若干氧化剂燃料喷嘴。

5、所述的扩张点火段为至少两级扩张点火段,优选为三级扩张点火段;具体包括:三段式壳体、位于其首端的电火花塞安装孔和氧化剂燃料喷嘴安装孔、设置于壳体内的弹簧。

6、所述的至少两级是指:至少由两级及以上的内径不同的管径组成且相邻两级的内径管径比的比值为2.0,每级的长度保持一致且大于200mm。

7、所述的燃烧室入口段和燃烧室周向相切,以保证预爆管中生成的爆轰波以切向进入燃烧室,在燃烧室形成稳定的单向旋转爆轰波。

8、技术效果

9、本专利技术通过扩张点火段将点火能量逐级放大,用较小的点火能量得到更大尺寸的爆轰波;用螺旋段增加总体点火能量,充分利用rde的结构特点显著提高了空间利用效率。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征在于,两端分别与扩张点火段和燃烧室相连,其中:螺旋式预爆管缠绕设置于燃烧室的外部并与燃烧室的入口段相连,扩张点火段分别与燃料源和电火花塞相连;

2.根据权利要求1所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的扩张点火段为至少两级,至少由两级及以上的内径不同的管径组成且相邻两级的内径管径比的比值为2.0。

3.根据权利要求2所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的扩张点火段为三级扩张点火段,包括:三段式壳体、位于其首端的电火花塞安装孔和氧化剂燃料喷嘴安装孔、设置于壳体内的弹簧,其中:弹簧与电火花塞和氧化剂燃料喷嘴保持一定距离不接触。

4.根据权利要求2或3所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,每级的长度保持一致且大于200mm。

5.根据权利要求1所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的燃烧室入口段和燃烧室周向相切,以保证预爆管中生成的爆轰波以切向进入燃烧室,在燃烧室形成稳定的单向旋转爆轰波。

>6.根据权利要求1-5中任一所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的螺旋式预爆管为等径空心管,螺旋段的螺距为1.5倍螺旋段管径。

7.根据权利要求3所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的弹簧的螺距和截面圆形的直径之比为1.5~2.0,弹簧的圈数大于10圈,长度大于100mm。

8.根据权利要求3所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的三段式壳体末端设有密封橡胶圈安装槽;在螺旋式预爆管为等径空心管的螺旋段的法兰上与安装槽对应位置处设有凸台以加强橡胶密封圈的密封能力。

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【技术特征摘要】

1.一种基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征在于,两端分别与扩张点火段和燃烧室相连,其中:螺旋式预爆管缠绕设置于燃烧室的外部并与燃烧室的入口段相连,扩张点火段分别与燃料源和电火花塞相连;

2.根据权利要求1所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的扩张点火段为至少两级,至少由两级及以上的内径不同的管径组成且相邻两级的内径管径比的比值为2.0。

3.根据权利要求2所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,所述的扩张点火段为三级扩张点火段,包括:三段式壳体、位于其首端的电火花塞安装孔和氧化剂燃料喷嘴安装孔、设置于壳体内的弹簧,其中:弹簧与电火花塞和氧化剂燃料喷嘴保持一定距离不接触。

4.根据权利要求2或3所述的基于旋转爆轰发动机燃烧室的螺旋式预爆管,其特征是,每级的长度保持一致且大于200mm...

【专利技术属性】
技术研发人员:张博胡杰辉程俊杨责重王晨阳
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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