CN109322762A - 超音速冲压式喷气发动机和相关飞行器以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为超音速冲压式喷气发动机和相关飞行器以及方法。超音速冲压式喷气发动机包括收敛入口，配置为将燃料流引入燃烧室中的气流中并且燃烧该燃料空气混合物流以产生排气流的燃烧器，和配置为加速排气的扩散出口喷嘴。燃烧器包括含有至少一个电弧喷射引擎的燃料喷射系统。产生用于飞行器的推力的方法包括在收敛入口处压缩超音速进气流，将燃料流喷射到燃烧室中的气流中以产生燃料空气混合物流，点燃燃料空气混合物流以产生排气流，并且由扩散出口喷嘴排出排气流。将燃料流喷射到气流中包括以足以在燃料流与气流之间产生剪切的燃料速度喷射燃料流。

Description

超音速冲压式喷气发动机和相关飞行器以及方法
技术领域
本公开内容涉及超音速冲压式喷气发动机。
背景技术
冲压式喷气发动机是在没有轴流压缩机的燃烧室中使用发动机的向前运动来压缩进气的吸气式喷气发动机。超音速燃烧冲压式喷气发动机，也称为超音速冲压式喷气发动机，是在燃料-空气混合物的超音速流中发生燃烧的冲压式喷气发动机。使用超音速燃烧可以产生相对于利用亚音速燃烧可以实现的在增加的马赫数下的更高水平的性能，如在冲压式喷气发动机或涡轮喷气发动机中。在超音速冲压式喷气发动机的设计中主要的工程约束涉及可用于点燃和完成燃料-空气混合物的燃烧的短时间。例如，超音速冲压式喷气发动机可以具有如此长度并且可以配置为在如此速度下操作，在该速度下空气在1毫秒(ms)量级的时间段内穿过超音速冲压式喷气发动机燃烧器。如果燃料被作为射流或以液滴的形式喷射进入燃烧室，那么燃料必须蒸发和扩散进入气流以产生有效可燃烧的燃料-空气混合物。然而，扩散通常是相对缓慢的过程，产生在空气穿过燃烧室的时间范围期间燃料和空气的低效混合。因此，燃料和空气的低效混合可以导致潜在推力的损失和/或燃料的浪费。
发明内容
本文公开了超音速冲压式喷气发动机以及相关飞行器和方法。超音速冲压式喷气发动机包括配置为压缩进气流的收敛入口，具有位于收敛入口下游的燃烧室的燃烧器，和位于燃烧室下游的扩散出口喷嘴。燃烧器配置为将燃料流引入燃烧室中的气流中以产生燃料空气混合物流，并且点燃和燃烧燃料空气混合物流以产生排气流。燃烧器包括燃料喷射系统，该燃料喷射系统包括至少一个电弧喷射引擎(arcjet)，该电弧喷射引擎配置为以足以在燃料流与气流之间产生剪切的燃料速度将燃料流喷射至燃烧室中的气流中。扩散出口喷嘴配置为加速排气流以产生超音速冲压式喷气发动机的推力。
产生用于飞行器的推力的方法包括：在收敛入口中压缩超音速进气流，将燃料流喷射入位于收敛入口下游的燃烧室中的气流中以产生燃料空气混合物流，点燃燃烧室中的燃料空气混合物流，维持燃料空气混合物流在燃烧室中的燃烧以产生排气流，并且从位于燃烧室下游的扩散出口喷嘴排出排气流。将燃料流喷射入气流中包括以足以在燃料流与气流之间产生剪切的燃料速度喷射燃料流。
附图说明
图1是根据本公开内容的表示超音速冲压式喷气发动机和飞行器的示意图。
图2是根据本公开内容的表示燃料喷射系统的示意性横截面图。
图3是根据本公开内容的表示燃料喷射系统的示意图。
图4是根据本公开内容的表示燃料喷射系统的另一示意图。
图5是根据本公开内容的示意性表示产生用于飞行器的推力的方法的流程图。
具体实施方式
本文公开了超音速冲压式喷气发动机以及相关的飞行器和方法。通常，在附图中，以实线图解在给定实例中可能包括的元件，而以虚线图解对于给定实例可选的元件。然而，以实线图解的元件对于本公开内容的所有实例不是必需的，并且可以从具体实例中省略以实线示出的元件，而不背离本公开内容的范围。
图1是根据本公开内容的超音速冲压式喷气发动机100的示例性、非排他性实例的示意图，诸如可以与飞行器10结合使用。例如，和如图1中示意性图解的，飞行器10可以包括飞行器主体20，一个或多个超音速冲压式喷气发动机100固定至其，以便向飞行器10提供推力。飞行器10通常可用于运输人员、货物和/或其他有效负载，并且可以是商业飞行器、军用飞行器或武器诸如导弹。根据本公开内容使用至少一个超音速冲压式喷气发动机100的飞行器10通常可以配置为以超音速速度，即超过1马赫的速度运行。如本文所使用，马赫数旨在指示关于(即，除以)周围空气中的声音的速度，诸如可能受周围空气的性质(诸如温度)的影响。
如图1中示意性图解，超音速冲压式喷气发动机100包括配置为压缩进气流112的收敛入口110，具有位于收敛入口110下游的燃烧室130的燃烧器120，以及位于燃烧室130下游的扩散出口喷嘴220。进气流112可以具有超音速的空气速度(如，关于收敛入口110)，即大于至少1马赫。作为更具体的实例，进气流112的空气速度可以大于2马赫、大于4马赫和/或大于6马赫。燃烧器120配置为在燃烧室130内将燃料流132引入气流112中以产生燃料空气混合物流134，并且点燃和燃烧燃料空气混合物流134以产生排气流136。如图1中示意性图解，燃烧室130可以包括混合区131和位于混合区131下游的燃烧区133，燃料流132在混合区131中与气流112混合以产生燃料空气混合物流134，燃料空气混合物流134在燃烧区中燃烧。扩散出口喷嘴220配置为加速排气流136以产生推力。燃烧器120包括具有至少一个电弧喷射引擎160的燃料喷射系统150，电弧喷射引擎160配置为在燃烧室130中将燃料流132喷射至气流112中。
燃料喷射系统150通常配置为将燃料流132喷射至燃烧室130中以在燃料流132和气流112之间产生剪切。燃料喷射系统150可以根据燃料流132被喷射到燃烧室130中的燃料速度进行表征。例如，燃料喷射系统150可以配置为以如此的燃料速度将燃料流132喷射到燃烧室130中，该燃料速度大于或等于在收敛入口110中的进气流112的空气速度。如本文所使用，术语“速度(speed)”旨在指相应速度矢量(velocity)的大小，而与相应速度矢量的方向无关。作为实例，燃料速度可以是进气流112的空气速度的至少一半、至少等于、至少2倍、至少3倍、和/或至少4倍。燃料流132的燃料速度和气流112的空气速度之间的这种不匹配可促进燃料流132与气流112的混合，诸如通过在燃料流132与气流112之间产生剪切，从而引入湍流以促进燃料流132与气流112的混合。另外，如果燃料流132的燃料喷射压力大于气流112的入口空气压力，则可在燃烧室130内形成冲击波以进一步增强燃料-空气混合。利用电弧喷射引擎160将燃料流132引入燃烧室130可用于实现足以产生剪切和/或冲击波以增加燃料空气混合物流134的均匀性的燃料速度和/或燃料压力。
额外地或可选地，燃料喷射系统150可以根据与进气流112的流动方向平行的燃料流132的纵向燃料流速度矢量分量进行表征。作为实例，燃料喷射系统150可以配置为以纵向燃料流速度矢量分量将燃料流132喷射到燃烧室130中，纵向燃料流速度矢量分量的大小为进气流112的空气速度的至少一半、至少等于、至少2倍、至少3倍、和/或至少4倍。燃料流132的纵向燃料流速度矢量分量与进气流112的空气速度之间的这种不匹配也可促进燃料流132与气流112的混合，例如通过在燃料流132与气流112之间产生剪切，从而引入湍流以促进燃料流132与气流112的混合。
图2提供了根据本公开内容的电弧喷射引擎160的示意性横截面图解。如图2中示意性图解，电弧喷射引擎160可以包括电弧喷射引擎主体162，其限定燃料流132流过的内部体积164。电弧喷射引擎160还可以包括第一电极166、第二电极168和电压源190，电压源190配置为跨越第一电极166和第二电极168施加电压以在第一电极166和第二电极168之间形成离子化的等离子体的电弧170。更具体地，电弧喷射引擎主体162可以包括和/或限定第一电极166，并且第二电极168可以延伸到电弧喷射引擎主体162的内部体积164中。作为实例，可以配置电弧喷射引擎160，使得第一电极166是具有正电压的阴极和第二电极168是具有负电压的阳极。然而，这不是必需的，并且另外在本公开内容的范围内的是，可以配置电弧喷射引擎160，使得第一电极166是具有负电压的阳极和第二电极168是具有正电压的阴极。
电弧喷射引擎160通常可以配置为在燃料流132穿过电弧170时通过将诸如热能的能量赋予燃料流132来加速燃料流132。燃料流132的加速和/或由电弧喷射引擎160增加到燃料流132的能量的量可以取决于由电压源190供应的电压的大小。在一些实例中，电压源190是可调电压源190，使得燃料喷射系统150配置为通过调节由电压源190施加的电压来调节离开电弧喷射引擎160的燃料流132的燃料速度。例如，通过电压源190增加跨越第一电极166和第二电极168施加的电压可以增加赋予穿过电弧170的燃料流132的能量。
如图2所指示，电弧170产生和/或对应于第一电极166和第二电极168之间的电流172，其又在电弧170附近产生磁场174。电弧170还可用于当燃料流132穿过电弧170时至少部分地离子化燃料流132，并且可用于产生在电弧喷射引擎160的中心线附近更彻底离子化的燃料流132。当燃料流132被至少部分离子化时，燃料流132的一部分的速度和/或方向可受到磁场174的影响，诸如经由洛伦兹力。另外，燃料流132的离子化可用于促进燃料空气混合物流134的燃烧。
更具体地说，并且如图2中示意性图解，电弧170可以包括电流172，电流172大致与电弧170的纵向范围对准，从而产生在大致围绕电流172的方位上延伸的磁场174。与电流172相关联的磁场174可用于在燃料流132流过并离开电弧喷射引擎160时增加燃料流132的燃料速度。因此，在电弧喷射引擎160包括可调电压源190的实例中，通过电压源190调节跨越第一电极166和第二电极168施加的电压也可用于调节燃料速度。额外地或可选地，与电流172相关联的磁场174也可用于在燃料流132流过并离开电弧喷射引擎160时增加燃料流132的涡量。因此，在电弧喷射引擎160包括可调电压源190的实例中，通过电压源190调节跨越第一电极166和第二电极168施加的电压也可用于调节燃料流132的涡量。增加离开电弧喷射引擎160的燃料流132的燃料速度和/或涡量可用于增强燃烧室130内的燃料流132与气流112的混合。因此，燃料喷射系统150也可被描述为配置为调节由电压源190供应的电压以调节燃料空气混合物流134的均匀性。
如在图2中还示意性图解，在电弧喷射引擎160的一些实例中，燃料喷射系统150还包括与电弧喷射引擎160相关联的至少一个磁体200，使得磁体200配置为在电弧喷射引擎160的内部体积164内产生磁场202。磁场202可以配置为在燃料流132流过并离开电弧喷射引擎160时调节燃料流132的速度、轨迹和/或涡量。磁体200可以配置为使得磁场202增大、增强和/或以其他方式修改与电流172相关联的磁场174。在这样的实施方式中，磁场174和磁场202可以被描述为协同磁场。每个磁体200可以围绕电弧喷射引擎主体162圆周地延伸。在这样的实施方式中，磁体200也可以被称为螺丝管200。在磁体200具有螺丝管形式的实例中，磁场202可大体上与通过电弧喷射引擎主体162的燃料流132的整个路径对准，和/或可在内部体积164的排气部分中径向展开，使得离子化的燃料流132可沿着围绕磁场202的场力线的螺旋轨迹行进，在燃料流132内产生涡量。
当燃料流132流过并离开电弧喷射引擎160时，磁场202可用于改变燃料流132的燃料速度和/或涡量，并且磁体200可包括和/或是配置为产生期望的磁场202的任何磁性结构。例如，磁体200可以包括和/或是包括载流线圈206的电磁体204，并且燃料喷射系统150还可以包括可操作地连接到载流线圈206的电流源210。在一些这样的实例中，燃料喷射系统150可以配置为调节载流线圈206中的电流以调节磁场202，以便当燃料流132离开电弧喷射引擎160并进入气流112以产生燃料空气混合物流134时，调节燃料流132的燃料速度和/或调节燃料流132的涡量。因为增加离开电弧喷射引擎160的燃料流132的燃料速度和/或涡量可用于增强燃烧室130内的燃料流132与气流112的混合，燃料喷射系统150也可被描述为配置为调节载流线圈206中的电流以调节燃料空气混合物流134的均匀性。额外地或可选地，并且如图2中示意性地图解，磁体200可以包括和/或是永磁体208。
如在图2中用虚线箭头示意性地图解，一个或多个磁体200也可以配置为沿着电弧喷射引擎主体162选择性地轴向平移，以在燃料流132离开电弧喷射引擎160时改变磁场202对燃料流132的作用。例如，燃料喷射系统150可配置为沿着电弧喷射引擎主体162平移磁体200，以在燃料流132离开电弧喷射引擎160时调节燃料流132的燃料速度和/或涡量。因此，燃料喷射系统150也可以被描述为配置为沿着电弧喷射引擎主体162平移磁体200以调节燃料空气混合物流134的均匀性。
电弧喷射引擎160可以配置为以关于气流112任何合适的角度和/或取向将燃料流132喷射入气流112中。例如，气流112可以具有通过燃烧室130的气流流动方向，并且电弧喷射引擎160可以以燃料喷射角度表征，燃料喷射角度可以由离开电弧喷射引擎160的燃料流132的燃料流流动方向和气流流动方向测量。作为实例，电弧喷射引擎160可具有锐角(即，在0度与90度之间，使得燃料流流动方向至少部分地关于气流112指向上游)、钝角(即，在90度与180度之间，使得燃料流流动方向至少部分地关于气流112指向下游)、或90度(即，使得燃料流流动方向垂直于气流流动方向)的燃料喷射角度。额外地或可选地，电动喷射引擎160可配置为使得可选择性地和/或主动地调节燃料流流动方向以调节燃料空气混合物流134的均匀性。
现在转向图3-4，燃料喷射系统150可以包括电弧喷射引擎160的阵列180。电弧喷射引擎160的阵列180可以包括多个电弧喷射引擎160，其中每个可以以相应的燃料喷射角度为特征。多个电弧喷射引擎160的燃料喷射角度可以相同，或者至少基本上相同。可选地，多个电弧喷射引擎160中的至少一个电弧喷射引擎160可以具有与多个电弧喷射引擎160中的至少一个其他电弧喷射引擎160的燃料喷射角度不同的燃料喷射角度。额外地或可选地，电弧喷射引擎160的阵列180可以包括多个电弧喷射引擎160，其中至少一个电弧喷射引擎160以及任选地多个电弧喷射引擎160中的每个电弧喷射引擎160配置为具有燃料喷射角度，和/或产生具有燃料流流动方向的燃料流132，其可以被选择性地和/或主动地调节，以便调节燃料空气混合物流134的均匀性。
如图3中示意性图解，电弧喷射引擎160的阵列180可以包括和/或是电弧喷射引擎160的矩形阵列182。电弧喷射引擎160的矩形阵列182可以经由滑流作用促进燃料流132与气流112的混合，其中由给定电弧喷射引擎160发射的燃料流132被由给定电弧喷射引擎160上游的电弧喷射引擎160发射的燃料流132抽吸到燃料空气混合物流134中。额外地或可选地，并且如图4中示意性图解，电弧喷射引擎160的阵列180可以包括和/或是电弧喷射引擎160的交错阵列184。电弧喷射引擎160的交错阵列184可以通过在广泛分布的位置处将燃料流132引入气流112中促进燃料流132与气流112的混合。例如，电弧喷射引擎160的交错阵列184相对于电弧喷射引擎160的矩形阵列182可以表现出电弧喷射引擎160的更大的区域密度，其中相应更大的通量密度的燃料流132被喷射入气流112中。类似地，当燃料流132进入气流112时，这样的配置还可以促进湍流的引入。
电弧喷射引擎160的阵列180可以关于燃烧室130以任何合适的方式定位。例如，燃烧室130的形状可以是大体圆柱形的，并且电弧喷射引擎160的阵列180可以围绕燃烧室130圆周地延伸，和/或可以形成围绕燃烧室径向分布的电弧喷射引擎160的单条线。作为另一个实例，并且如图1中示意性图解，燃烧室130可以具有大致矩形的横截面轮廓，并且电弧喷射引擎160的阵列180可以包括定位在矩形轮廓的第一侧142上的电弧喷射引擎160的第一阵列181和定位在矩形轮廓的第二侧144上与第一侧142相对的电弧喷射引擎160的第二阵列183。燃料喷射系统150的电弧喷射引擎160的阵列180和/或任何电弧喷射引擎160可以具有关于燃烧器120的任意合适的取向。电弧喷射引擎160的阵列180中的一个或多个电弧喷射引擎160可以具有选择以产生剪切流和/或增强燃料流132和气流112的混合的燃料喷射角度。作为实例，电弧喷射引擎160的阵列180中的一个或多个电弧喷射引擎160可具有锐角(即，在0度与90度之间，使得燃料流流动方向至少部分地关于气流112指向上游)、钝角(即，在90度与180度之间，使得燃料流流动方向至少部分地关于气流112指向下游)、或90度(即，使得燃料流流动方向垂直于气流流动方向)的燃料喷射角度。
超音速冲压式喷气发动机100可配置为点燃燃料空气混合物流134，从而以任何合适的方式产生推力。例如，并且如图1中示意性图解，燃烧器120还可以包括至少一个点火器122，其配置为点燃电弧喷射引擎(一个或多个)160下游的燃料空气混合物流134。点火器122可以包括和/或是任何合适的结构，诸如等离子焊枪、等离子丝极发生器(plasmafilament producer)和/或微波激励器。
在一些实例中，点火器122可配置为仅在操作条件的预定子集下点燃燃烧室130中的燃料空气混合物流134。例如，点火器122可配置为仅当气流112的空气速度低于阈值速度时点燃燃烧室130中的燃料空气混合物流134，并且燃烧器120可配置为当燃料空气混合物流134的空气速度为阈值速度或高于阈值速度时自发地点燃燃烧室130中的燃料空气混合物流134。换句话说，燃料空气混合物流134的阈值速度可对应于如此的速度，在该速度下燃烧室130内的燃料空气混合物流134的温度和/或压力足以点燃燃料空气混合物流134而无需外部点火源诸如点火器122。作为实例，阈值速度可以是至多2马赫、至多4马赫和/或至多6马赫。
在超音速冲压式喷气发动机100的一些实施方式中，燃烧器120可以完全没有点火器，并且因此可以仅配置为由于气流112、燃料流132和/或燃料空气混合物流134的性质而自发地点燃燃烧室130中的燃料空气混合物流134。作为实例，当燃料流132通过一个或多个电弧喷射引擎160被喷射入气流112中时，气流112的温度和/或燃料流132的温度可以足够高以允许点燃燃料空气混合物流134而无需在燃烧室130内利用明显点火源，诸如点火器122。
如图1中示意性地图解，燃烧器120还可以包括燃烧室130内的至少一个湍流器结构124，其配置为当燃料空气混合物流134穿过燃烧室130时将湍流物理地引入燃料空气混合物流134。换句话说，湍流器结构124可配置为增强燃料流132与气流112的混合以增强燃料空气混合物流134的均匀性。作为实例，湍流器结构124可以包括和/或是线式湍流器、多孔网筛和/或扩散器结构。然而，这不是必需的，并且另外在本公开内容的范围内的是燃烧器120不包括湍流器结构124。在这样的实施方式中，电弧喷射引擎160可以配置为以在不使用湍流器结构124的情况下实现适当均匀的燃料空气混合物流134的方式将燃料流132引入进气流112。而且，在这样的实例中，相对于包括至少一个湍流器结构124的超音速冲压式喷气发动机100，不存在定位于气流112和/或燃料空气混合物流134的路径中的湍流器结构124可以减小对超音速冲压式喷气发动机100的阻力。
如在图1中进一步示意性地图解，燃烧器120可以额外地包括在燃烧室130内的火焰稳定器结构126，火焰稳定器结构126配置为维持燃烧室130中的燃料空气混合物流134的燃烧。然而，这不是必需的，并且另外在本公开内容的范围内的是燃烧器120不包括火焰稳定器结构126。在这样的实例中，燃烧器120可以配置为使得燃料空气混合物流134可以在燃烧室130内不存在火焰稳定器126的情况下以稳定的方式连续燃烧。而且，在这样的实例中，相对于包括火焰稳定器结构126的超音速冲压式喷气发动机100，不存在定位于气流112和/或燃料空气混合物流134的路径中的火焰稳定器结构126可以减小对超音速冲压式喷气发动机100的阻力。
图5示意性地提供了表示根据本公开内容的方法的示例性、非排他性实例的流程图。在图5中，一些步骤在虚线框中图解，这指示这些步骤可以是任选的，或者可以对应于根据本公开内容的方法的任选版本。也就是说，并不是根据本公开内容的所有方法都需要包括实线框中图解的步骤。图5中图解的方法和步骤不是限制性的，并且其他方法和步骤在本公开内容的范围内，包括具有多于或少于图解的步骤数的方法，如从本文的讨论所理解。
如图5可见，产生推力的方法300包括在收敛入口(诸如超音速冲压式喷气发动机100的收敛入口110)中压缩310超音速进气流(诸如进气流112)和将燃料流(诸如燃料流132)喷射320入位于收敛入口下游的燃烧室(诸如超音速冲压式喷气发动机100的燃烧室130)中的气流中以产生燃料空气混合物流(诸如燃料空气混合物流134)。方法300还包括点燃330燃烧室中的燃料空气混合物流，维持340燃料空气混合物流在燃烧室中的燃烧以产生排气流(诸如排气流136)，并从位于燃烧室下游的扩散出口喷嘴(诸如超音速冲压式喷气发动机100的扩散出口喷嘴220)排出350排气流。产生推力的方法300可以利用根据本公开内容的超音速冲压式喷气发动机100和/或结合根据本公开内容的超音速冲压式喷气发动机100来执行。然而，这不是必需的，并且另外在本公开内容的范围内的是方法300可以利用任何合适的装置和/或结合任何合适的装置来执行。
可以执行喷射320，使得燃料流和进气流结合以形成大致均匀的燃料空气混合物流。如所讨论，当燃料流以高速被引入到进气流中时，燃料流和进气流的混合可以被增强。作为实例，进气流的空气速度可大于2马赫、大于4马赫和/或大于6马赫，和/或喷射320可包括以燃料速度将燃料流喷射到气流中，该燃料速度是进气流的空气速度的至少一半、至少等于、至少2倍、至少3倍和/或至少4倍。如所讨论，以不同于和/或超过进气流的空气速度的燃料速度将燃料流喷射到气流中可以通过在燃料流与进气流之间形成剪切流、冲击波和/或湍流来增强燃料流和进气流的混合。
喷射320可以包括以任何合适的角度和/或以任何合适的方向将燃料流喷射到进气流中以促进燃料流和进气流的混合。例如，喷射320可以包括以与进气流的流动方向平行的纵向燃料流速度矢量分量喷射燃料流。作为实例，纵向燃料流速度矢量分量可以是进气流的空气速度的至少一半、至少等于、至少2倍、至少3倍和/或至少4倍。额外地或可选地，喷射器320可以包括以至少一个燃料喷射角度将燃料流喷射到进气流中，所述至少一个燃料喷射角度如由燃料流的燃料流方向到进气流的气流流动方向所测量。作为实例，喷射320可以包括以至少一个锐角(即，在0度与90度之间，使得燃料流流动方向至少部分地关于气流指向上游)、钝角(即，在90度与180度之间，使得燃料流流动方向至少部分地关于气流指向下游)、或90度(即，使得燃料流流动方向垂直于气流流动方向)的燃料喷射角度来喷射。喷射320还可以包括主动地调节至少一个燃料喷射角度。
如图5所指示，喷射320可以包括一个或多个步骤，其配置为当燃料流被喷射到气流中时调节燃料流的性质和/或调节燃料空气混合物流的均匀性。作为实例，并且如图5所指示，喷射320可以包括当燃料流被喷射到气流中时调节322燃料流的燃料速度、离子化324燃料流和/或当燃料流被喷射到气流中时施加326磁场(诸如磁场174和/或磁场202)至燃料流。如所讨论，离子化324可以包括使燃料流穿过电弧喷射引擎的电弧(诸如超音速冲压式喷气发动机100的电弧喷射引擎160的电弧170)，这可以增加燃料流的可燃性和/或增强磁场对燃料流的作用。如所讨论，当燃料流被喷射到气流中时，施加326磁场可以赋予燃料流涡量和/或加速燃料流。额外地，并且如所讨论，施加326磁场可以包括主动地改变磁场(诸如其大小和/或空间分布)以调节燃料空气混合物流的均匀性。
喷射320可以包括以任何合适的空间配置将燃料流喷射到气流中。例如，在一些方法300中，喷射320包括将燃料流从离散位置阵列，诸如从超音速冲压式喷气发动机100内的电弧喷射引擎160的阵列180，喷射到气流中。离散位置阵列可以假定任何合适的形式。作为实例，离散位置阵列可以包括和/或是离散位置的矩形阵列(诸如超音速冲压式喷气发动机100内的电弧喷射引擎160的矩形阵列182)。如所讨论，电弧喷射引擎的矩形阵列可经由滑流作用促进燃料流与进气流的混合，其中来自给定电弧喷射引擎的燃料流流动用于从给定的电弧喷射引擎下游的电弧喷射引擎将燃料流流动抽吸到进气流中。额外地或可选地，离散位置阵列可以包括和/或是离散位置的交错阵列(诸如超音速冲压式喷气发动机100内的电弧喷射引擎160的交错阵列184)。如所讨论，电弧喷射引擎的交错阵列可通过增加进入进气流中的总燃料通量和/或通过增加当燃料流被引入进气流时产生的湍流程度来促进燃料流与进气流的混合。
产生推力的方法300也可以在不需要利用传统上用于启动和/或维持燃烧的结构的情况下执行。例如，点燃330燃料空气混合物流可以包括自发地点燃燃料空气混合物流，和/或可以包括在不使用点火源(诸如点火器122)的情况下点燃。在使用点火器点燃燃料空气混合物流的实例中，点燃330可以包括仅当气流的空气速度低于阈值速度时用点火器点燃燃料空气混合物流，并且可以包括当燃料空气混合物流的空气速度为阈值速度或高于阈值速度时自发地点燃燃料空气混合物流。作为实例，阈值速度可以是至多2马赫、至多4马赫和/或至多6马赫。额外地或可选地，维持340燃料空气混合物流的燃烧可以在不利用燃烧室内的火焰稳定器结构(诸如火焰稳定器结构126)的情况下实现。因此，可以利用燃烧器来执行产生推力的方法300，该燃烧器包括基本上没有阻力诱导结构的用于进气流和/或燃料空气混合物流的路径。
在下面列举的段落中描述了根据本公开内容的发明主题的示例性、非排他性实例：
A.一种超音速冲压式喷气发动机，其包括：
配置为压缩进气流的收敛入口；
包括位于收敛入口下游的燃烧室的燃烧器，其中燃烧器配置为将燃料流引入燃烧室中的气流中以产生燃料空气混合物流，并且点燃和燃烧燃料空气混合物流以产生排气流，其中燃烧器包括燃料喷射系统，该燃料喷射系统包括至少一个电弧喷射引擎，该电弧喷射引擎配置为以足以在燃料流与气流之间产生剪切的燃料速度将燃料流喷射至燃烧室中的气流中；和
位于燃烧室下游并配置为加速排气流以产生超音速冲压式喷气发动机的推力的扩散出口喷嘴。
A1.段落A的超音速冲压式喷气发动机，其中进气流的空气速度是超音速的，任选地大于2马赫、任选地大于4马赫或任选地大于6马赫。
A2.段落A–A1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料速度是进气流的空气速度的至少一半、至少等于进气流的空气速度、进气流的空气速度的至少2倍、进气流的空气速度的至少3倍或进气流的空气速度的至少4倍。
A2.1段落A–A2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料流具有平行于进气流的流动方向的纵向燃料流速度矢量分量，并且其中纵向燃料流速度矢量分量具有进气流的空气速度的至少一半、至少等于进气流的空气速度、进气流的空气速度的至少2倍、进气流的空气速度的至少3倍或进气流的空气速度的至少4倍的大小。
A3.段落A–A2.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎配置为当燃料流被喷射到气流中时至少部分地离子化燃料流。
A4.段落A–A3中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎包括第一电极和第二电极，其中燃料喷射系统还包括可调电压源，其配置为跨越第一电极和第二电极施加电压。
A4.1.段落A4的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为调节电压以调节燃料速度。
A4.2.段落A4–A4.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为调节电压以调节燃料流的涡量。
A4.3.段落A4–A4.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为调节电压以调节燃料空气混合物流的均匀性。
A5.段落A–A4.3中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎包括限定内部体积的电弧喷射引擎主体，当被至少一个电弧喷射引擎喷射时燃料流流动通过电弧喷射引擎主体并且电弧喷射引擎主体限定延伸进入电弧喷射引擎主体的内部体积的第一电极和第二电极，并且其中当跨越第一电极和第二电极施加电压时，第一电极和第二电极之间的电弧产生赋予(第一)磁场的电流。
A5.1.段落A5的超音速冲压式喷气发动机，其中(第一)磁场配置为当燃料流流动通过并离开至少一个电弧喷射引擎时加速燃料流。
A5.2.段落A5–A5.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中(第一)磁场配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并进入气流以产生燃料空气混合物流时赋予燃料流涡量。
A6.段落A–A5.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统还包括与至少一个电弧喷射引擎相关联的至少一个磁体，其中至少一个磁体配置为赋予(第二)磁场(任选地，当从属于段落A5时，协同磁场)。
A6.1.段落A6的超音速冲压式喷气发动机，其中(第二)磁场配置为当燃料流流过并且离开至少一个电弧喷射引擎时加速燃料流。
A6.2.段落A6–A6.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中(第二)磁场配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并进入气流以产生燃料空气混合物流时赋予燃料流涡量。
A6.3.段落A6–A6.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎包括电弧喷射引擎主体，并且其中至少一个磁体围绕电弧喷射引擎主体圆周地延伸。
A6.4.段落A6–A6.3中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个磁体配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并进入气流以产生燃料空气混合物时沿着电弧喷射引擎主体选择性地平移以改变对燃料流的(第二)磁场作用。
A6.5.段落A6–A6.4中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为沿着电弧喷射引擎主体平移至少一个磁体以调节燃料速度。
A6.6.段落A6–A6.5中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并且进入气流以产生燃料空气混合物流时沿着电弧喷射引擎主体平移至少一个磁体以调节燃料流的涡量。
A6.7.段落A6–A6.6中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为沿着电弧喷射引擎主体平移至少一个磁体以调节燃料空气混合物流的均匀性。
A6.8.段落A6–A6.7中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个磁体包括由载流线圈构成的电磁体，其中，燃料喷射系统还包括可操作地连接到载流线圈的电流源，其中燃料喷射系统配置为调节载流线圈中的电流以调整(第二)磁场。
A6.8.1.段落A6.8的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为调节载流线圈中的电流以调节燃料速度。
A6.8.2.段落A6.8–A6.8.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并进入气流以产生燃料空气混合物流时调节载流线圈中的电流以调节燃料流的涡量。
A6.8.3.段落A6.8–A6.8.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为调节载流线圈中的电流以调节燃料空气混合物流的均匀性。
A6.9.段落A6–A6.8.3中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个磁体包括永磁体。
A6.10.段落A–A6.9中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎以燃料喷射角度表征，燃料喷射角度由离开电弧喷射引擎的燃料流的燃料流流动方向和气流的气流流动方向测量。
A6.10.1.段落A6.10的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎和任选地至少一个电弧喷射引擎中的每个具有90度的燃料喷射角度。
A6.10.2.段落A6.10–A6.10.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎和任选地至少一个电弧喷射引擎中的每个具有在0度与90度之间的燃料喷射角度。
A6.10.3.段落A–A6.10.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎和任选地至少一个电弧喷射引擎中的每个具有在90度和180度之间的燃料喷射角度。
A6.10.4.段落A–A6.10.3中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎具有可以选择性地调节的燃料喷射角度。
A7.段落A–A6.10.4中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎包括电弧喷射引擎的阵列。
A7.1.段落A7的超音速冲压式喷气发动机，其中电弧喷射引擎的阵列包括电弧喷射引擎的矩形阵列，任选地其中电弧喷射引擎的阵列由电弧喷射引擎的矩形阵列组成。
A7.2.段落A7–A7.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中电弧喷射引擎的阵列包括电弧喷射引擎的交错阵列，任选地其中电弧喷射引擎的阵列由电弧喷射引擎的交错阵列组成。
A7.3.段落A7–A7.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧室是圆柱体的，并且其中电弧喷射引擎的阵列围绕燃烧室圆周地延伸。
A7.4.段落A7–A7.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧室具有矩形横截面轮廓，并且其中电弧喷射引擎的阵列包括定位在矩形轮廓的第一侧上的电弧喷射引擎的第一阵列和定位在与第一侧相对的矩形轮廓的第二侧上的电弧喷射引擎的第二阵列。
A7.5.段落A7–A7.4中任一项的超音速冲压式喷气发动机，当从属于段落A6.10时，电弧喷射引擎的阵列中的每个电弧喷射引擎具有相同的燃料喷射角度。
A7.6.段落A7–A7.4中任一项的超音速冲压式喷气发动机，当从属于段落A6.10时，其中电弧喷射引擎的阵列中的至少一个电弧喷射引擎具有与电弧喷射引擎的阵列中的至少一个其他电弧喷射引擎的燃料喷射角度不同的燃料喷射角度。
A7.7.段落A7–A7.6中任一项的超音速冲压式喷气发动机，当从属于段落A6.10时，其中电弧喷射引擎的阵列中的至少一个电弧喷射引擎，和任选地电弧喷射引擎的阵列中的每个电弧喷射引擎，具有可以选择性地调节和主动地调节的至少一个的燃料喷射角度。
A8.段落A–A7.4中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器还包括至少一个点火器，该点火器配置为在至少一个电弧喷射引擎的下游点燃燃料空气混合物流。
A8.1.段落A8的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个点火器配置为仅当空气速度低于阈值速度时点燃燃烧室中的燃料空气混合物流，并且其中燃烧器配置为当空气速度为阈值速度或高于阈值速度时自发地点燃燃烧室中的燃料空气混合物流。
A8.1.1.段落A8.1的超音速冲压式喷气发动机，其中阈值速度等于或小于2马赫、4马赫或6马赫之一。
A9.段落A–A7.4中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器配置为由于气流、燃料流和/或燃料空气混合物流中的一个或多个的性质而自发地点燃燃烧室中的燃料空气混合物流。
A9.1.段落A9的超音速冲压式喷气发动机，其中性质包括当燃料流被至少一个电弧喷射引擎喷射到气流中时气流的温度。
A9.2.段落A9–A9.1中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中性质包括当燃料流被至少一个电弧喷射引擎喷射到气流中时燃料流的温度。
A9.3.段落A9–A9.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器不含配置为将点火源引入燃烧室以点燃燃料空气混合物流的点火器。
A10.段落A–A9.3中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器还包括在燃烧室内的至少一个湍流器结构，至少一个湍流器结构配置为当燃料空气混合物流穿过燃烧室时将湍流物理地引入燃料空气混合物流中。
A11.段落A–A9.2中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器在燃烧室内不含湍流器结构，湍流器结构配置为当燃料空气混合物流穿过燃烧室时将湍流物理地引入燃料空气混合物流中。
A12.段落A–A11中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器还包括在燃烧室内的火焰稳定器结构，火焰稳定器结构配置为维持燃料空气混合物流在燃烧室中的燃烧。
A13.段落A–A11中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器不含在燃烧室内的火焰稳定器结构，火焰稳定器结构配置为维持燃料空气混合物流在燃烧室中的燃烧。
A14.段落A–A13中任一项的超音速冲压式喷气发动机，其中超音速冲压式喷气发动机配置为执行段落D-D8中任一段的方法。
B.一种飞行器，其包括：
飞行器主体；和
由主体支撑的段落A–A14中任一项的超音速冲压式喷气发动机。
C.段落A–A13中任一项的超音速冲压式喷气发动机为飞行器提供推力的用途。
D.一种产生用于飞行器的推力的方法，其包括：
在收敛入口中压缩超音速进气流；
将燃料流喷射入位于收敛入口下游的燃烧室中的气流中，从而产生燃料空气混合物流；
点燃燃烧室中的燃料空气混合物流；
维持燃料空气混合物流在燃烧室中的燃烧，从而产生排气流；和
从位于燃烧室下游的扩散出口喷嘴排出排气流。
D1.段落D的方法，其中喷射包括以一定燃料速度喷射燃料流，该燃料速度是进气流的空气速度的至少一半、至少等于进气流的空气速度、进气流的空气速度的至少2倍、进气流的空气速度的至少3倍或进气流的空气速度的至少4倍。
D1.1.段落D1的方法，其中喷射包括以平行于进气流的流动方向的纵向燃料流速度矢量分量喷射燃料流，并且其中纵向燃料流速度矢量分量具有进气流的空气速度的至少一半、至少等于进气流的空气速度、进气流的空气速度的至少2倍、进气流的空气速度的至少3倍或进气流的空气速度的至少4倍的大小。
D1.2.段落D1–D1.1中任一项的方法，其中进气流的空气速度大于2马赫、任选地大于4马赫、或任选地大于6马赫。
D1.3.段落D–D1.2中任一项的方法，其中喷射包括当燃料流被喷射到气流中时主动地调节燃料流的燃料速度。
D2.段落D–D1.3中任一项的方法，其中燃料流具有燃料流流动方向，其中气流具有气流流动方向，并且其中喷射包括以至少一个燃料喷射角度喷射燃料流，该燃料喷射角度由燃料流流动方向至气流流动方向测量。
D2.1.段落D2的方法，其中喷射包括以90度的至少一个燃料喷射角度喷射。
D2.2.段落D2–D2.1中任一项的方法，其中喷射包括以在0度和90度之间的至少一个燃料喷射角度喷射。
D2.3.段落D2–D2.2中任一项的方法，其中喷射包括以在90度和180度之间的至少一个燃料喷射角度喷射。
D2.4.段落D2–D2.3中任一项的方法，其中喷射包括主动地调节至少一个燃料喷射角度。
D3.段落D–D2中任一项的方法，其中喷射包括离子化燃料流。
D4.段落D–D3中任一项的方法，其中喷射包括当燃料流被喷射到气流中时向燃料流施加磁场。
D4.1.段落D4的方法，其中当燃料流被喷射到气流中时磁场赋予燃料流涡量。
D4.2.段落D4–D4.1中任一项的方法，其中施加磁场包括主动地改变磁场以调节燃料空气混合物流的均匀性。
D5.段落D–D4.2中任一项的方法，其中喷射包括由离散位置的阵列将燃料流喷射到气流中。
D5.1.段落D5的方法，其中离散位置的阵列包括离散位置的矩形阵列，任选地，其中离散位置的阵列由离散位置的矩形阵列组成。
D5.2.段落D5–D5.1中任一项的方法，其中离散位置的阵列包括离散位置的交错阵列，任选地，其中离散位置的阵列由离散位置的交错阵列组成。
D6.段落D–D5.2中任一项的方法，其中点燃包括自发地点燃燃料空气混合物流。
D7.段落D–D6中任一项的方法，其中维持燃烧在燃烧室内没有火焰稳定器结构的情况下实现。
D8.段落D–D7中任一项的方法，其通过段落A–A13中任一项的超音速冲压式喷气发动机执行。
如本文所使用的，术语“适于”和“配置”是指元件、零件或其他主题被设计和/或旨在执行给定功能。因此，术语“适于”和“配置”的使用不应被解释为意指给定元件、零件、组件或其它主题简单地“能够”执行给定功能，而是元件、零件和/或其他主题是为了执行功能的目的而被具体地选择、产生、实施、利用、编程和/或设计。同样，在本公开内容的范围内的是，被叙述为适于执行特定功能的元件、零件和/或其他所叙述的主题可以额外地或可选地被描述为配置为执行该功能，并且反之亦然。类似地，被叙述为配置为执行特定功能的主题可以额外地或可选地被描述为可操作来执行该功能。
如本文所使用，置于第一实体和第二实体之间的术语“和/或”表示下列中的一个：(1)第一实体、(2)第二实体、以及(3)第一实体和第二实体。用“和/或”列出的多个条目应该以相同的方式解释，即，如此联合的实体中的“一个或多个”。除了由“和/或”从句具体确定的实体之外，可以任选地存在其他实体，不管与具体确定的那些实体相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，当与开放式语言诸如“包括”结合使用时，在一个实例中，提及“A和/或B”可以仅指代A(可选地，包括除了B以外的实体)；在另一实施例中，仅指代B(可选地，包括除了A以外的实体)；在又一个实例中，指A和B两者(可选地，包括其他实体)。这些实体可以指元件、动作、结构、步骤、操作、值等。
进一步，本公开内容包括根据下面的条款的实施方式：
条款1.一种超音速冲压式喷气发动机，其包括：
配置为压缩进气流的收敛入口；
包括位于收敛入口下游的燃烧室的燃烧器，其中燃烧器配置为将燃料流引入燃烧室中的气流中以产生燃料空气混合物流，并且点燃和燃烧燃料空气混合物流以产生排气流，其中燃烧器包括燃料喷射系统，该燃料喷射系统包括至少一个电弧喷射引擎，该电弧喷射引擎配置为以足以在燃料流与气流之间产生剪切的燃料速度将燃料流喷射至燃烧室中的气流中；和
位于燃烧室的下游并配置为加速排气流以产生超音速冲压式喷气发动机的推力的扩散出口喷嘴。
条款2.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，其中进气流的空气速度是超音速的。
条款3.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料速度为进气流的空气速度的至少2倍。
条款4.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，其中至少一个电弧喷射引擎配置为当燃料流被喷射到气流中时离子化燃料流。
条款5.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中至少一个电弧喷射引擎包括第一电极和第二电极，其中燃料喷射系统还包括可调电压源，其配置为跨越第一电极和第二电极施加电压；和
其中燃料喷射系统配置为调节电压以调节燃料速度。
条款6.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中至少一个电弧喷射引擎包括第一电极和第二电极，其中燃料喷射系统还包括可调电压源，其配置为跨越第一电极和第二电极施加电压；和
其中燃料喷射系统配置为调节电压以调节燃料流的涡量。
条款7.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中至少一个电弧喷射引擎包括第一电极和第二电极，其中燃料喷射系统还包括可调电压源，其配置为跨越第一电极和第二电极施加电压；和
其中燃料喷射系统配置为调节电压以调节燃料空气混合物流的均匀性。
条款8.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中至少一个电弧喷射引擎包括限定内部体积的电弧喷射引擎主体，当被至少一个电弧喷射引擎喷射时燃料流流动通过电弧喷射引擎主体并且电弧喷射引擎主体限定延伸进入电弧喷射引擎主体的内部体积的第一电极和第二电极，并且其中当跨越第一电极和第二电极施加电压时，第一电极和第二电极之间的电弧产生赋予磁场的电流；和
其中磁场配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并进入气流以产生燃料空气混合物流时赋予燃料流涡量。
条款9.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中燃料喷射系统还包括与至少一个电弧喷射引擎相关联的至少一个磁体，其中至少一个磁体配置为赋予磁场；和
其中磁场配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并进入气流以产生燃料空气混合物流时赋予燃料流涡量。
条款10.根据条款9的超音速冲压式喷气发动机，
其中至少一个电弧喷射引擎包括电弧喷射引擎主体，并且其中至少一个磁体围绕电弧喷射引擎主体圆周地延伸；和
其中至少一个磁体配置为当燃料流离开至少一个电弧喷射引擎并进入气流以产生燃料空气混合物流时沿着电弧喷射引擎主体选择性地平移以改变对燃料流的磁场作用。
条款11.根据条款10的超音速冲压式喷气发动机，其中燃料喷射系统配置为沿着电弧喷射引擎主体平移至少一个磁体以调节燃料空气混合物流的均匀性。
条款12.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中至少一个电弧喷射引擎包括电弧喷射引擎的阵列；并且
其中电弧喷射引擎的阵列包括电弧喷射引擎的矩形阵列。
条款13.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中至少一个电弧喷射引擎包括电弧喷射引擎的阵列；并且
其中电弧喷射引擎的阵列包括电弧喷射引擎的交错阵列。
条款14.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，
其中燃烧器还包括至少一个点火器，该点火器配置为在至少一个电弧喷射引擎的下游点燃燃料空气混合物流；和
其中至少一个点火器配置为仅当空气速度低于阈值速度时点燃燃烧室中的燃料空气混合物流，并且其中燃烧器配置为当空气速度为阈值速度或高于阈值速度时自发地点燃燃烧室中的燃料空气混合物流。
条款15.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器配置为由于气流、燃料流和/或燃料空气混合物流中的一个或多个的性质而自发地点燃燃烧室中的燃料空气混合物流。
条款16.根据条款15的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器不含配置为将点火源引入燃烧室以点燃燃料空气混合物流的点火器。
条款17.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器不含燃烧室内的湍流器结构，湍流器结构配置为当燃料空气混合物流穿过燃烧室时将湍流物理地引入燃料空气混合物流中。
条款18.根据条款1的超音速冲压式喷气发动机，其中燃烧器在燃烧室内不含配置为维持燃料空气混合物流在燃烧室中的燃烧的火焰稳定器结构。
条款19.一种飞行器，其包括：
飞行器主体；和
由飞行器主体支撑的权利要求1的超音速冲压式喷气发动机。
条款20.一种产生用于飞行器的推力的方法，其包括：
在收敛入口中压缩超音速进气流；
将燃料流喷射入位于收敛入口下游的燃烧室中的气流中，从而产生燃料空气混合物流；
点燃燃烧室中的燃料空气混合物流；
维持燃料空气混合物流在燃烧室中的燃烧，从而产生排气流；并且
从位于燃烧室下游的扩散出口喷嘴排出排气流；
其中喷射包括以足以在燃料流与气流之间产生剪切的燃料速度喷射燃料流。
本文公开的装置和方法步骤的各种公开的要素并不是根据本公开内容的所有装置和方法都必需的，并且本公开内容包括本文公开的各种要素和步骤的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。而且，本文公开的各种要素和步骤中的一个或多个可以限定单独的并且与所公开的设备或方法整体分离的独立发明主题。因此，本发明主题不需要与本文明确公开的具体装置和方法相关联，并且本发明主题可以在本文没有明确公开的装置和/或方法中找到效用。

Claims (10)

1.一种超音速冲压式喷气发动机(100)，其包括：
配置为压缩进气流(112)的收敛入口(110)；
包括位于所述收敛入口下游的燃烧室(130)的燃烧器(120)，其中所述燃烧器配置为将燃料流(132)引入所述燃烧室中的气流中以产生燃料空气混合物流(134)，并且点燃和燃烧所述燃料空气混合物流以产生排气流(136)，其中所述燃烧器包括燃料喷射系统(150)，所述燃料喷射系统包括至少一个电弧喷射引擎(160)，所述电弧喷射引擎配置为以足以在所述燃料流与所述气流之间产生剪切的燃料速度将所述燃料流喷射至所述燃烧室中的气流中；和
位于所述燃烧室下游并配置为加速所述排气流以产生所述超音速冲压式喷气发动机的推力的扩散出口喷嘴(220)。
2.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述至少一个电弧喷射引擎(160)包括第一电极(166)和第二电极(168)，其中所述燃料喷射系统(150)还包括可调电压源(190)，其配置为跨越所述第一电极和所述第二电极施加电压；和
其中所述燃料喷射系统配置为调节所述电压以调节所述燃料速度。
3.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述至少一个电弧喷射引擎(160)包括第一电极(166)和第二电极(168)，其中所述燃料喷射系统(150)还包括可调电压源(190)，所述可调电压源配置为跨越所述第一电极和所述第二电极施加电压；和
其中所述燃料喷射系统配置为调节所述电压以调节所述燃料流(132)的涡量。
4.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述至少一个电弧喷射引擎(160)包括第一电极(166)和第二电极(168)，其中所述燃料喷射系统(150)还包括可调电压源(190)，所述可调电压源配置为跨越所述第一电极和所述第二电极施加电压；和
其中所述燃料喷射系统配置为调节所述电压以调节所述燃料空气混合物流(134)的均匀性。
5.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述至少一个电弧喷射引擎(160)包括限定内部体积(164)的电弧喷射引擎主体(162)，当被所述至少一个电弧喷射引擎喷射时所述燃料流(132)流动通过所述电弧喷射引擎主体并且所述电弧喷射引擎主体限定延伸进入所述电弧喷射引擎主体的所述内部体积的第一电极(166)和第二电极(168)，并且其中当跨越所述第一电极和所述第二电极施加电压时，所述第一电极和所述第二电极之间的电弧(170)产生赋予磁场(174)的电流(172)；和
其中所述磁场配置为当所述燃料流离开所述至少一个电弧喷射引擎并进入所述气流(112)以产生所述燃料空气混合物流(134)时赋予所述燃料流涡量。
6.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述燃料喷射系统(150)还包括与所述至少一个电弧喷射引擎(160)相关联的至少一个磁体(200)，其中所述至少一个磁体配置为赋予磁场(174)；和
其中所述磁场配置为当所述燃料流离开所述至少一个电弧喷射引擎并进入所述气流(112)以产生所述燃料空气混合物流(134)时赋予所述燃料流(132)涡量。
7.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述至少一个电弧喷射引擎(160)包括电弧喷射引擎的阵列(180)；并且
其中电弧喷射引擎的所述阵列包括电弧喷射引擎的矩形阵列(186)。
8.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述至少一个电弧喷射引擎(160)包括电弧喷射引擎的阵列(180)；并且
其中电弧喷射引擎的所述阵列包括电弧喷射引擎的交错阵列(184)。
9.根据权利要求1所述的超音速冲压式喷气发动机(100)，
其中所述燃烧器(120)还包括至少一个点火器(122)，所述点火器配置为在所述至少一个电弧喷射引擎(160)的下游点燃所述燃料空气混合物流(134)；和
其中所述至少一个点火器配置为仅当所述空气速度低于阈值速度时在所述燃烧室(130)中点燃所述燃料空气混合物流，并且其中所述燃烧器配置为当所述空气速度为所述阈值速度或高于所述阈值速度时自发地点燃所述燃烧室中的所述燃料空气混合物流。
10.一种产生用于飞行器(10)的推力的方法(300)，其包括：
在收敛入口(110)中压缩(310)超音速进气流(112)；
将燃料流(132)喷射(320)入位于所述收敛入口下游的燃烧室(130)中的气流中，从而产生燃料空气混合物流(134)；
点燃(330)所述燃烧室中的燃料空气混合物流；
维持(340)所述燃料空气混合物流在所述燃烧室中的燃烧，从而产生排气流(136)；并且
从位于所述燃烧室下游的扩散出口喷嘴排出(350)排气流；
其中所述喷射包括以足以在所述燃料流与所述气流之间产生剪切的燃料速度喷射所述燃料流。
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