CN102003302A - 一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，进气锥锥体根部端面直径与吸气式脉冲爆震发动机爆震管内径相同，其特征在于：在进气锥锥体根部端面开有环形反流槽，环形中心与锥体根部端面中心重合；反流槽内沿面为与进气锥轴线平行的环面，反流槽外沿面为1/4圆弧环面；在进气锥锥体根部端面中心开有沿锥体轴线方向的盲孔，在进气锥侧面开有垂直于锥体轴线方向的进油孔，进油孔与盲孔相通。本发明解决了现有技术中发动机内的部分燃烧产物易从进气道传出发动机，形成反流产生负推力；以及不易对燃油加热的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体为一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥。
背景技术
脉冲爆震发动机是一种利用间歇性的爆震波产生的高温、高压燃气来产生推力的新概念推进装置。按照是否自带氧化剂，脉冲爆震发动机分为吸气式脉冲爆震发动机和火箭式脉冲爆震发动机。
吸气式脉冲爆震发动机的进气道结构对发动机的工作特性有重要的影响。目前，采用在进气道内安装进气锥，形成气动阀式进气道是吸气式脉冲爆震发动机主要采用的进气道结构之一。但气动阀式进气道的主要问题在于会出现高温燃烧产物的反传，即发动机内的部分燃烧产物从进气道传出发动机，形成反流产生负推力，降低发动机的性能。现有技术中，如西北工业大学学位论文《吸气式脉冲爆震发动机试验研究》提出的气动阀式进气道防反流方式只是要求进气锥锥体后部的直径与爆震管的内径相等，但试验表明，由于高温燃烧产物回传的压力相对于进气压力很大，对于进气锥锥体后部的直径与爆震管的内径相等的进气道结构，很多燃烧产物还是会前传出发动机进气道，这样还是会产生较大的负推力。
在AIAA论文《A Review of PDE Development for Propulsion Applications》2007-985中提出，燃油被加热到750K的时候，DDT时间降低了15％、DDT距离缩短了30％。这样就可以缩短爆震管的长度，减轻脉冲爆震发动机的重量，提高推重比。但现有技术中，如西北工业大学学报，2010，28(5)，《燃油温度对PDE性能的影响实验》中采用的加热装置很大，有一人多高，两人多宽，体积大，重量重，不适合实际的工程需要。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于提出一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，以解决现有技术中发动机内的部分燃烧产物易从进气道传出发动机，形成反流产生负推力；以及不易对燃油加热的技术问题。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，进气锥锥体根部端面直径与吸气式脉冲爆震发动机爆震管内径相同，其特征在于：在进气锥锥体根部端面开有环形反流槽，环形中心与锥体根部端面中心重合；反流槽内沿面为与进气锥轴线平行的环面，反流槽外沿面为1/4圆弧环面；在进气锥锥体根部端面中心开有沿锥体轴线方向的盲孔，在进气锥侧面开有垂直于锥体轴线方向的进油孔，进油孔与盲孔相通。
所述一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，优选反流槽外沿圆弧环面的圆弧半径与反流槽的深度相同。
所述一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，优选反流槽与进气锥外侧面间的壁厚为0.5mm-1mm，盲孔与反流槽内沿面间的壁厚为6-8mm。
所述一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，优选进油孔的内侧面与反流槽槽底面的最短距离为8-10mm。
所述一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，优选反流槽的最大深度为进气锥锥体根部端面直径的15％-35％。
所述一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，优选盲孔内表面开有螺纹，用于安装喷油嘴。
所述一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，优选进气锥锥体根部端面与发动机进气道末端平齐，且进气锥中心轴线与吸气式脉冲爆震发动机爆震管中心轴线重合。
有益效果
本发通过在吸气式脉冲爆震发动机进气锥椎体根部端面设置反流槽，使得爆震管中的高温燃烧产物向进气道方向反传时会从爆震管冲进反流槽中，随着高温燃烧产物不断地冲进反流槽，中间的燃烧产物会沿径向向反流槽外沿流动，并由1/4圆环面引导流回爆震管与冲向进气道的燃烧产物相碰撞，在进气锥后部形成漩涡，最大程度地阻碍燃烧产物流入进气道中，减小由此产生的负推力。同时，反流槽槽底面与进油孔距离较近，高温燃烧产物的热量会传导到燃油中，使燃油迅速升温，研究表明，燃油温度预先加热后，可以在起爆时大幅减小DDT时间、缩短DDT距离，从而缩短爆震管的长度，减轻脉冲爆震发动机的重量，大幅提高脉冲爆震发动机的推重比。
附图说明
图1：本发明的剖视图；
图2：本发明的结构图；
图3：本发明在吸气式脉冲爆震发动机中的安装示意图；
其中：1、进气锥；2、反流槽；3、进油孔；4、盲孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明：
实施例1：
参照附图3，本实施例中，进气锥1安装在吸气式脉冲爆震发动机进气道内，进气锥锥体根部端面与发动机进气道末端平齐，且进气锥中心轴线与吸气式脉冲爆震发动机爆震管中心轴线重合。本实施例中，进气道的长度为200毫米，内径为100毫米，爆震管内径为70毫米，进气道与爆震管用变截面法兰连接，法兰长度15毫米。而进气锥的长度为150毫米，进气锥锥体根部端面直径也为70毫米，与爆震管内径相同。
参照附图1和附图2，进气锥1锥体根部端面开有环形反流槽2，且环形中心与锥体根部端面中心重合；反流槽2的内沿面为与进气锥1轴线平行的环面，反流槽2的外沿面为1/4圆弧环面，圆弧半径与反流槽2的最大深度相同，反流槽2的槽底面垂直于进气锥1的中心轴线；在进气锥1锥体根部端面中心开有沿锥体轴线方向的盲孔4，在进气锥侧面开有垂直于锥体轴线方向的进油孔3，进油孔3与盲孔4相通；在盲孔4内表面开有螺纹，形成喷油嘴安装座，用于安装喷油嘴。
本实施例中，反流槽2与进气锥1外侧面间的壁厚为0.5mm，盲孔4与反流槽2内沿面间的壁厚为6mm，这是为了既要保证进气锥1和喷油嘴安装座的结构强度，又要尽可能保证反流槽2有较大的环形面积，使得更多反传的高温燃烧产物参与回流。
为了使反传的高温燃烧产物能够有效的回流，并与反传冲向进气道的燃烧产物相碰撞，反流槽2需要有一定的深度；但由于吸气式脉冲爆震发动机的工作要求，上一次工作循环产生的高温燃烧产物必须在下一次工作循环开始前被吹除，以防止点燃下一工作循环的可爆混合燃气，所以反流槽2的深度不能太大，防止反流槽2深度太大后导致高温燃烧产物吹除不清。本实施例中反流槽2的最大深度，即进气锥1锥体根部端面与反流槽2槽底面的距离为24.5mm，为进气锥1锥体根部端面直径35％。
研究表明，燃油温度预先加热后，可以在起爆时大幅减小DDT时间、缩短DDT距离，从而缩短爆震管的长度，减轻脉冲爆震发动机的重量，大幅提高脉冲爆震发动机的推重比，所以本实施例中取进油孔3内侧面与反流槽2槽底面的最短距离为8mm，这样既可以使燃油吸收更多的热量，温度加热得更高，同时也保证进气锥中进油孔3的结构强度。此外，前述盲孔4与反流槽2内沿面间的壁厚为6mm，也可以提高燃油的温度。
在吸气式脉冲爆震发动机工作时，进入进气道的空气被进气锥1整流后进入爆震管中。燃油经进油孔3流入进气锥结构，由安装在喷油嘴安装座上的喷油嘴喷入爆震管。空气和油雾在爆震管中混合均匀后火花塞点火，高温的燃烧产物会反传至进气锥1的后部，由于进气锥1锥体根部直径等于爆震管的内径，所以绝大多数的燃烧产物会冲进反流槽2中，随着高温燃烧产物不断地冲进反流槽2，中间的燃烧产物会沿径向向反流槽2外沿流动，并由1/4圆环面引导，沿反流槽2的外沿流回爆震管，与冲向进气道的燃烧产物相碰撞，在进气锥1后部形成漩涡，而漩涡由于摩擦、耗散等作用会使流动损失大大增加，这样就会最大程度地阻碍燃烧产物流入进气道中，减小由此产生的负推力。同时，在高温的燃烧产物冲进反流槽2中时，由于进油孔3和盲孔4距离高温的燃烧产物很近，燃油会被加热到较高的温度，这些都可以大幅提高吸气式脉冲爆震发动机的性能。
实施例2：
参照附图3，本实施例中，进气锥1安装在吸气式脉冲爆震发动机进气道内，进气锥锥体根部端面与发动机进气道末端平齐，且进气锥中心轴线与吸气式脉冲爆震发动机爆震管中心轴线重合。本实施例中，进气道的长度为200毫米，内径为100毫米，爆震管内径为70毫米，进气道与爆震管用变截面法兰连接，法兰长度15毫米。而进气锥的长度为150毫米，进气锥锥体根部端面直径也为70毫米，与爆震管内径相同。
参照附图1和附图2，进气锥1锥体根部端面开有环形反流槽2，且环形中心与锥体根部端面中心重合；反流槽2的内沿面为与进气锥1轴线平行的环面，反流槽2的外沿面为1/4圆弧环面，圆弧半径与反流槽2的最大深度相同，反流槽2的槽底面垂直于进气锥1的中心轴线；在进气锥1锥体根部端面中心开有沿锥体轴线方向的盲孔4，在进气锥侧面开有垂直于锥体轴线方向的进油孔3，进油孔3与盲孔4相通；在盲孔4内表面开有螺纹，形成喷油嘴安装座，用于安装喷油嘴。
本实施例中，反流槽2与进气锥1外侧面间的壁厚为1mm，盲孔4与反流槽2内沿面间的壁厚为8mm，这是为了既要保证进气锥1和喷油嘴安装座的结构强度，又要尽可能保证反流槽2有较大的环形面积，使得更多反传的高温燃烧产物参与回流。
为了使反传的高温燃烧产物能够有效的回流，并与反传冲向进气道的燃烧产物相碰撞，反流槽2需要有一定的深度；但由于吸气式脉冲爆震发动机的工作要求，上一次工作循环产生的高温燃烧产物必须在下一次工作循环开始前被吹除，以防止点燃下一工作循环的可爆混合燃气，所以反流槽2的深度不能太大，防止反流槽2深度太大后导致高温燃烧产物吹除不清。本实施例中反流槽2的最大深度，即进气锥1锥体根部端面与反流槽2槽底面的距离为10.5mm，为进气锥1锥体根部端面直径15％。
研究表明，燃油温度预先加热后，可以在起爆时大幅减小DDT时间、缩短DDT距离，从而缩短爆震管的长度，减轻脉冲爆震发动机的重量，大幅提高脉冲爆震发动机的推重比，所以本实施例中取进油孔3内侧面与反流槽2槽底面的最短距离为10mm，这样既可以使燃油吸收更多的热量，温度加热得更高，同时也保证进气锥中进油孔3的结构强度。此外，前述盲孔4与反流槽2内沿面间的壁厚为8mm，也可以提高燃油的温度。
在吸气式脉冲爆震发动机工作时，进入进气道的空气被进气锥1整流后进入爆震管中。燃油经进油孔3流入进气锥结构，由安装在喷油嘴安装座上的喷油嘴喷入爆震管。空气和油雾在爆震管中混合均匀后火花塞点火，高温的燃烧产物会反传至进气锥1的后部，由于进气锥1锥体根部直径等于爆震管的内径，所以绝大多数的燃烧产物会冲进反流槽2中，随着高温燃烧产物不断地冲进反流槽2，中间的燃烧产物会沿径向向反流槽2外沿流动，并由1/4圆环面引导，沿反流槽2的外沿流回爆震管，与冲向进气道的燃烧产物相碰撞，在进气锥1后部形成漩涡，而漩涡由于摩擦、耗散等作用会使流动损失大大增加，这样就会最大程度地阻碍燃烧产物流入进气道中，减小由此产生的负推力。同时，在高温的燃烧产物冲进反流槽2中时，由于进油孔3和盲孔4距离高温的燃烧产物很近，燃油会被加热到较高的温度，这些都可以大幅提高吸气式脉冲爆震发动机的性能。
Claims (7)
1.一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，进气锥锥体根部端面直径与吸气式脉冲爆震发动机爆震管内径相同，其特征在于：在进气锥锥体根部端面开有环形反流槽，环形中心与锥体根部端面中心重合；反流槽内沿面为与进气锥轴线平行的环面，反流槽外沿面为1/4圆弧环面；在进气锥锥体根部端面中心开有沿锥体轴线方向的盲孔，在进气锥侧面开有垂直于锥体轴线方向的进油孔，进油孔与盲孔相通。
2.根据权力要求1所述的一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，其特征在于：反流槽外沿圆弧环面的圆弧半径与反流槽的深度相同。
3.根据权力要求1或2所述的一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，其特征在于：反流槽与进气锥外侧面间的壁厚为0.5mm-1mm，盲孔与反流槽内沿面间的壁厚为6-8mm。
4.根据权力要求1或2所述的一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，其特征在于：进油孔的内侧面与反流槽槽底面的最短距离为8-10mm。
5.根据权力要求1或2所述的一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，其特征在于：反流槽的最大深度为进气锥锥体根部端面直径的15％-35％。
6.根据权力要求1或2所述的一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，其特征在于：盲孔内表面开有螺纹，用于安装喷油嘴。
7.根据权力要求1或2所述的一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥，其特征在于：所述进气锥锥体根部端面与发动机进气道末端平齐，且进气锥中心轴线与吸气式脉冲爆震发动机爆震管中心轴线重合。
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|---|---|
| CN (1) | CN102003302A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103089445A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-08 | 西北工业大学 | 一种吸气式脉冲爆震发动机进气道防反压结构 |
| CN110739600A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030200753A1 (en) * | 2002-04-25 | 2003-10-30 | Science Applications International Corporation | Method and apparatus for improving the efficiency of pulsed detonation engines |
| US20060254254A1 (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | Seyed Saddoughi | Mixing-enhancement inserts for pulse detonation chambers |
| CN101761419A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-06-30 | 西北工业大学 | 一种脉冲爆震发动机的折流式进气装置 |
| CN101776027A (zh) * | 2010-03-04 | 2010-07-14 | 北京大学 | 吸气式液体燃料脉冲爆震发动机 |
| CN101776026A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-07-14 | 西北工业大学 | 一种吸气式脉冲爆震发动机进气道 |
| CN201896674U (zh) * | 2010-11-18 | 2011-07-13 | 西北工业大学 | 一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥 |
-
2010
- 2010-11-18 CN CN2010105541335A patent/CN102003302A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030200753A1 (en) * | 2002-04-25 | 2003-10-30 | Science Applications International Corporation | Method and apparatus for improving the efficiency of pulsed detonation engines |
| US20060254254A1 (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | Seyed Saddoughi | Mixing-enhancement inserts for pulse detonation chambers |
| CN101761419A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-06-30 | 西北工业大学 | 一种脉冲爆震发动机的折流式进气装置 |
| CN101776026A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-07-14 | 西北工业大学 | 一种吸气式脉冲爆震发动机进气道 |
| CN101776027A (zh) * | 2010-03-04 | 2010-07-14 | 北京大学 | 吸气式液体燃料脉冲爆震发动机 |
| CN201896674U (zh) * | 2010-11-18 | 2011-07-13 | 西北工业大学 | 一种吸气式脉冲爆震发动机进气锥 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103089445A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-08 | 西北工业大学 | 一种吸气式脉冲爆震发动机进气道防反压结构 |
| CN110739600A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器 |
| CN110739600B (zh) * | 2019-10-30 | 2020-12-29 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器 |
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