CN107131803B - 激波聚焦火焰聚心起爆器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种激波聚焦火焰聚心起爆器。包括点火点、内管、外管和半球状封闭面，所述外管和内管同轴布置，外管和内管的前端固定在法兰上，外管和内管之间由筋板固定，外管和内管之间形成作为加速区的环形腔室，半球状封闭面固定在外管的末端形成作为聚焦区的半球形封闭区，内管内部为稳燃区，聚焦区和加速区与稳燃区相通，在加速区的前端布置点火点。本发明加速区、聚焦区和稳燃区均采用预混气，有效缩短了爆轰管的长度；将加速区分隔为数个独立的燃烧腔室，使得加速区的火焰更加稳定以及反射聚焦腔的耦合聚焦能量更大；相对于环形聚焦点火方式，本发明有效降低了进气条件。

Description

激波聚焦火焰聚心起爆器

技术领域

本发明涉及的是一种旋转爆轰燃烧室的起爆装置，具体地说是一种激波聚焦起爆器。

背景技术

对于旋转爆轰燃烧方式来说，如何以较小的点火能量实现短距离快速起爆是当前研究爆轰燃烧的热点和难点，起爆方式主要分为两种：直接起爆和间接起爆。直接起爆方式如火花塞点火(高电压点火)、激光点火、爆炸块起爆、离子体点火等。这种起爆方式是指在点火瞬间达到起爆条件，直接发生爆炸现象，产生过驱爆震波后逐渐衰减为稳定自持的爆震波。这需要很高的点火能量，对点火器的要求极高，这也是直接起爆的难点所在。间接起爆方式是一种利用爆燃向爆震转变(DDT)来形成爆震波的起爆方式，这种起爆方式不需要过高的点火能量，普通点火器即可实现，但这种点火方式的难点在于如何减小DDT的距离，缩短点火时间、提高点火成功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种点火能量小、点火成功率高、点火形成的火焰稳定、起爆管的长度短的激波聚焦火焰聚心起爆器。

本发明的目的是这样实现的：包括点火点、内管、外管和半球状封闭面，所述外管和内管同轴布置，外管和内管的前端固定在法兰上，外管和内管之间由筋板固定，外管和内管之间形成作为加速区的环形腔室，半球状封闭面固定在外管的末端形成作为聚焦区的半球形封闭区，内管内部为稳燃区，聚焦区和加速区与稳燃区相通，在加速区的前端布置点火点。

本发明还可以包括：

1、4个点火点均匀分布。

2、4个筋板均匀分布。

3、法兰上布置有螺纹孔。

本发明提供了一种点火能量小、点火成功率高、点火形成的火焰稳定、起爆管的长度大大减小的激波聚焦火焰聚心起爆器。本发明的有益效果是：所发明的激波聚焦火焰聚心起爆器，采用两个同轴布置的不锈钢管，外管的末端采用半球形封闭，将整个区域分为个三部分分别为加速区、聚焦区和稳燃区，加速区、聚焦区和稳燃区均采用预混气，有效缩短了爆轰管的长度；本发明利用数个不锈钢筋板均匀对称布置在内管和外管之间，用于固定稳燃区内管同时将加速区分隔为数个独立的燃烧腔室，使得加速区的火焰更加稳定以及反射聚焦腔的耦合聚焦能量更大；本发明在内管和外管之间的环形腔分布数个点火点，相对于环形聚焦点火方式，本发明有效降低了进气条件。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明作进一步描述。

结合图1和图2，本发明的激波聚焦火焰聚心起爆器包括点火点1、法兰2、螺纹孔3、加速区4、聚焦区、筋板6、内管7、外管8、半球状封闭面9、稳燃区。外管7和内管8同轴布置，由筋板6固定，外管7和内管8之间的环形腔室为加速区4，半球形封闭区为聚焦区，聚焦区与加速区4和稳燃区相通，法兰2上布置有螺纹孔3，用以固定起爆管，在加速区4的前端布置点火点1。

当本发明激波聚焦火焰聚心起爆器开始工作时，左端的数个点火点同时工作，形成层流火焰。由于温度场影响，点火点附近迅速形成一簇弱的压力波并向四周不断扩散传播，传播过程中燃烧的继续激波叠加效果逐渐增强，燃烧速度随之增加，细长的加速区结构使得壁面对激波的反射叠加作用加强，有效的拉伸火焰面形成Tulipa火焰，使之完成从层流火焰到湍流火焰的过渡。在聚焦区，由于突扩的聚焦腔和隔板的锐缘结构，压力波发生扩散、衍射现象并在隔板顶端附近形成流动卷吸涡，之后不断沿隔板下侧不断向前推进。不断扩大的卷吸涡有效阻碍了弱激波和燃烧产物回传入加速区，并且增强了聚焦区和稳定区前端的中心轴线上的聚焦作用。由于聚焦腔半球形结构对激波扩散、衍射、压力场发展的约束，在壁面附近形成了高温高压压缩区，即“预爆核心”。由于压力和温度的瞬时激增，造成的局部小范围爆炸，爆炸后形成的过驱压力激波不断衰减的同时诱导加速聚心的火焰，直至二者再次耦合。至此压力波和燃烧火焰完成了聚焦、聚心能量放大的过程。在稳燃区，激波在隔板约束作用下又产生了二次聚焦，加强了耦合的火焰和激波锋面，向四周扩散的压力波受管壁约束不断反射，此时稳定区激波锋面处逐渐形成入由射激波、横波和马赫杆构成的三波结构。三波相交处形成“热点“结构，即局部爆炸点。局部爆炸点产生的连续不断能量供给爆轰波维持稳定波速向前不断传播。

由上述工作过程可知，本发明激波聚焦火焰聚心起爆器采用两个同轴布置的不锈钢管，外管的右端采用半球形封闭，将整个区域分为个三部分分别为加速区、聚焦区和稳燃区，加速区、聚焦区和稳燃区均采用预混气，有效缩短了爆轰管的长度；本发明利用数个(4个均匀分布)不锈钢筋板均匀对称布置在内管和外管之间，用于固定稳燃区内管同时将加速区分隔为数个独立的燃烧腔室，使得加速区的火焰更加稳定以及反射聚焦腔的耦合聚焦能量更大；本发明在内管和外管之间的环形腔分布数个(4个均匀分布)点火点，相对于环形聚焦点火方式，本发明有效降低了进气条件。

Claims (3)

1.一种激波聚焦火焰聚心起爆器，包括点火点、内管、外管和半球状封闭面，其特征是：所述外管和内管同轴布置且外管包裹内管，外管和内管的前端固定在法兰上，外管和内管之间由筋板固定，4个顶端为锐缘结构的不锈钢筋板均匀对称布置在内管和外管之间用于固定稳燃区内管同时将加速区分隔为4个独立的燃烧腔室，外管和内管之间形成作为加速区的环形腔室，半球状封闭面固定在外管的末端形成作为聚焦区的半球形封闭区，内管内部为稳燃区，聚焦区和加速区与稳燃区相通，在加速区的前端布置4个点火点。

2.根据权利要求1所述的激波聚焦火焰聚心起爆器，其特征是：4个点火点均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的激波聚焦火焰聚心起爆器，其特征是：法兰上布置有螺纹孔。