CN110118364A - 用于爆震燃烧系统的热衰减结构 - Google Patents

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S.C.维斯
C.S.库珀
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Abstract

旋转爆震燃烧(RDC)系统包括沿着纵向方向延伸的爆震室壁。爆震室壁径向地在爆震室壁之间中限定爆震室。RDC系统还包括：燃料‑氧化剂喷嘴，其限定安置于爆震室的上游的第一收敛‑扩散型喷嘴；和气体喷嘴，其限定至少部分地沿着纵向方向延伸穿过爆震室壁的第二收敛‑扩散型喷嘴。气体喷嘴将气流至少部分地与爆震室壁同方向地提供到爆震室中。

Description

用于爆震燃烧系统的热衰减结构
技术领域
本主题涉及用于热力发动机的连续爆震系统。
背景技术
许多推进系统(诸如，燃气涡轮发动机)基于布雷顿循环，其中，使空气绝热地压缩，在恒压下加热，在涡轮中使产生的热气体膨胀，且在恒压下排热。于是，高于驱动压缩系统所要求的能量的能量对于推进或其它工作是可利用的。这样的推进系统大体上依赖于爆燃燃烧来焚烧(或称为燃烧，即burn)燃料/空气混合物且产生燃烧气体产物，这些燃烧气体产物在燃烧室内以相对较慢的速率和恒压行进。虽然基于布雷顿循环的发动机已通过构件效率上的稳定改进以及压力比和峰值温度上的提高达到高水平的热力学效率，但进一步的改进仍然是乐意接受的。
因此，已通过修改发动机架构而寻求发动机效率上的改进，以致于燃烧作为爆震以连续模式或脉冲模式发生。脉冲模式设计涉及一个或多个爆震管，而连续模式基于单个或多个爆震波自旋于内部的几何结构(典型地，环状部)。对于这两类模式，高能量点火都使燃料/空气混合物爆震，该燃料/空气混合物转变成爆震波(即，紧密地联接到反应区的快速移动的冲击波)。爆震波相对于反应物的声速在大于声速的马赫数范围(例如，4至8马赫)内行进。燃烧的产物相对于爆震波而以声速且以显著地升高的压力跟随爆震波。这样的燃烧产物随后可以通过喷嘴(或称为喷管，即nozzle)而离开，以产生推力或使涡轮旋转。
虽然爆震燃烧器可以大体上提供优于爆燃燃烧系统的改进的效率和性能，但爆震燃烧器的较高的热通量和压力增益目前将爆震燃烧器限定为限定了与常规的爆燃燃烧器对比更低的耐久性。利用于爆燃燃烧器的已知的冷却结构因此未解决起因于爆震燃烧器的较高的热通量或压力增益而造成的问题。结果，爆震燃烧器到航天、航空或发电热力发动机中的集成由于其相对较低的耐久性而受限制。
照此，存在对如下的爆震燃烧系统的需要，其包括解决由于爆震燃烧而导致的限制的结构，以便于改进爆震燃烧系统的耐久性。
发明内容
本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地阐明，或可以从描述显而易见，或可以通过实践本发明而得知。
本公开的方面针对包括旋转爆震燃烧(RDC)系统的热力发动机。RDC系统包括：沿着纵向方向延伸的爆震室壁，其中，爆震室壁在其径向内部限定爆震室；燃料-氧化剂喷嘴，其限定安置于爆震室的上游的第一收敛-扩散型喷嘴(或称为收敛-扩散型喷管、拉法尔喷嘴等，即convergent-divergent nozzle)；以及气体喷嘴，其限定第二收敛-扩散型喷嘴，第二收敛-扩散型喷嘴至少部分地沿着纵向方向延伸穿过爆震室壁。气体喷嘴将气流至少部分地与爆震室壁同方向地提供到爆震室中。
在一个实施例中，气体喷嘴安置于燃料-氧化剂喷嘴与爆震室壁之间。气体喷嘴安置于爆震室的上游。
在另一实施例中，气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向穿过爆震室壁限定。
在各种实施例中，RDC系统包括多个气体喷嘴，这些气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向延伸穿过爆震室壁。多个气体喷嘴相对于燃烧中心线穿过爆震室壁以相邻周向的布置安置。在一个实施例中，多个气体喷嘴进一步穿过爆震室壁沿着纵向方向以相邻的布置安置。在另一实施例中，多个气体喷嘴的每个纵向位置限定自燃料-氧化剂喷嘴起沿着下游方向增大的压力比。压力比与压力集气室和爆震室有关。
在还有各种实施例中，气体喷嘴穿过爆震室壁以锐角安置。在一个实施例中，爆震室壁限定爆震室内的纵向地延伸的部分。纵向地延伸的部分在气体喷嘴的下游延伸，以将气流至少部分地与爆震室壁同方向地指引。
在一个实施例中，气体喷嘴围绕燃烧中心线环状地限定。
在另一实施例中，RDC系统包括多个气体喷嘴，这些气体喷嘴围绕燃烧中心线围绕周向方向以相邻的布置安置。
在各种实施例中，热力发动机还包括入口区段，氧化剂流通过该入口区段进入热力发动机。在还有各种实施例中，热力发动机还包括膨胀区段，燃烧产物流通过该膨胀区段离开热力发动机。在又还有各种实施例中，RDC系统以顺次的布置安置于入口区段与膨胀区段之间。
参考下文的描述和所附权利要求，将更清楚地理解本发明的这些及其它特征、方面以及优点。合并于本说明书中且组成本说明书的一部分的附图图示本发明的实施例，并且，连同描述一起用来解释本发明的原理。
技术方案1. 一种旋转爆震燃烧(RDC)系统，所述RDC系统包含：
沿着纵向方向延伸的爆震室壁，其中，所述爆震室壁在其径向内部限定爆震室；
燃料-氧化剂喷嘴，其限定安置于所述爆震室的上游的第一收敛-扩散型喷嘴；以及
气体喷嘴，其限定至少部分地沿着所述纵向方向延伸穿过所述爆震室壁的第二收敛-扩散型喷嘴，其中，所述气体喷嘴将气流至少部分地与所述爆震室壁同方向地提供到所述爆震室中。
技术方案2. 根据技术方案1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴安置于所述燃料-氧化剂喷嘴与所述爆震室壁之间，且其中，所述气体喷嘴安置于所述爆震室的上游。
技术方案3. 根据技术方案1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向穿过所述爆震室壁被限定。
技术方案4. 根据技术方案1所述的RDC系统，其中，所述RDC系统包含多个气体喷嘴，所述气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向延伸穿过所述爆震室壁，其中，所述多个气体喷嘴相对于所述燃烧中心线穿过所述爆震室壁以相邻周向的布置安置。
技术方案5. 根据技术方案4所述的RDC系统，其中，所述多个气体喷嘴进一步穿过所述爆震室壁沿着所述纵向方向以相邻的布置安置。
技术方案6. 根据技术方案5所述的RDC系统，其中，所述多个气体喷嘴的每个纵向位置限定自所述燃料-氧化剂喷嘴起沿着下游方向增大的压力比，其中，所述压力比与压力集气室和所述爆震室有关。
技术方案7. 根据技术方案1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴穿过所述爆震室壁以锐角安置。
技术方案8. 根据技术方案7所述的RDC系统，其中，所述爆震室壁限定所述爆震室内的纵向地延伸的部分，其中，所述纵向地延伸的部分在所述气体喷嘴的下游延伸，以将所述气流至少部分地与所述爆震室壁同方向地指引。
技术方案9. 根据技术方案1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴围绕所述燃烧中心线环状地被限定。
技术方案10. 根据技术方案1所述的RDC系统，其中，所述RDC系统包含围绕所述燃烧中心线围绕周向方向以相邻的布置安置的多个所述气体喷嘴。
技术方案11. 一种热力发动机，包含：
入口区段，氧化剂流通过其进入所述热力发动机；
膨胀区段，燃烧产物流通过其离开所述热力发动机；以及
旋转爆震燃烧系统，其以顺次的布置安置于所述入口区段与所述膨胀区段之间，所述RDC系统包含：
沿着纵向方向延伸的爆震室壁，其中，所述爆震室壁在其径向内部限定爆震室；
燃料-氧化剂喷嘴，其限定安置于所述爆震室的上游的第一收敛-扩散型喷嘴；以及
气体喷嘴，其限定至少部分地沿着所述纵向方向延伸穿过所述爆震室壁的第二收敛-扩散型喷嘴，其中，所述气体喷嘴将气流至少部分地与所述爆震室壁同方向地提供到所述爆震室中。
技术方案12. 根据技术方案11所述的热力发动机，其中，所述RDC系统的气体喷嘴径向地安置于所述燃料-氧化剂喷嘴与所述爆震室壁之间，且其中，所述气体喷嘴安置于所述爆震室的上游。
技术方案13. 根据技术方案11所述的热力发动机，其中，所述RDC系统的所述气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向穿过所述爆震室壁被限定。
技术方案14. 根据技术方案11所述的热力发动机，其中，所述RDC系统包含多个气体喷嘴，所述气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向延伸穿过所述爆震室壁，其中，所述多个气体喷嘴相对于所述燃烧中心线穿过所述爆震室壁以相邻周向的布置安置。
技术方案15. 根据技术方案14所述的热力发动机，其中，所述多个气体喷嘴进一步穿过所述爆震室壁沿着所述纵向方向以相邻的布置安置。
技术方案16. 根据技术方案15所述的热力发动机，其中，所述多个气体喷嘴的每个纵向位置限定自所述燃料-氧化剂喷嘴起沿着下游方向增大的压力比，其中，所述压力比与压力集气室和所述爆震室有关。
技术方案17. 根据技术方案11所述的热力发动机，其中，所述RDC系统的气体喷嘴穿过所述爆震室壁以锐角安置。
技术方案18. 根据技术方案17所述的热力发动机，其中，所述爆震室壁限定所述爆震室内的纵向地延伸的部分，其中，所述纵向地延伸的部分在所述气体喷嘴的下游延伸，以将所述气流至少部分地与所述爆震室壁同方向地指引。
技术方案19. 根据技术方案11所述的热力发动机，其中，所述气体喷嘴围绕所述燃烧中心线环状地被限定。
技术方案20. 根据技术方案11所述的热力发动机，其中，所述RDC系统包含围绕所述燃烧中心线围绕周向方向以相邻的布置安置的多个所述气体喷嘴。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本发明的详尽且足以实施的公开(包括本发明的最佳模式)在说明书中参考附图进行阐明，其中：
图1是包括根据本公开的方面的旋转爆震燃烧(RDC)系统的热力发动机的示意实施例；
图2-3是图1的RDC系统的示范性实施例的横截面图；
图4是图3的RDC系统的一部分的详细视图；
图5-7是大体上在图2-4中提供的RDC系统的示范性实施例的横截面图；并且，
图8是大体上在图1-7中提供的大体上根据本公开的实施例的旋转爆震燃烧系统的爆震室的示范性实施例。
本说明书和附图中的参考字符的重复使用旨在表示本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例，在附图中，图示这些实施例中的一个或多个示例。各个示例作为本发明的解释而不是本发明的限制而提供。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或实质的情况下，能够在本发明中作出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分而图示或描述的特征能够与另一实施例一起用于得到再另一实施例。因而旨在，本发明涵盖属于所附权利要求及其等同物的范围内的这样的修改和变型。
如本文中所使用的，术语“第一”、“第二”以及“第三”可以能互换地用于将构件彼此区分开，且不旨在表明单独的构件的方位或重要性。
术语“前部”和“后部”指热力发动机或车辆内的相对位置，且指热力发动机或车辆的正常操作姿态。例如，关于热力发动机，前部指更接近于热力发动机入口的位置，并且，后部指更接近于热力发动机喷嘴或排气装置的位置。
术语“上游”和“下游”指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如，“上游”指流体流自的方向，并且，“下游”指流体流至的方向。
除非上下文清楚地另外规定，否则单数形式“一”、“一个”以及“这个”包括复数的参考对象。
如在本文中在整个说明书和所有的权利要求中使用的近似语言适用于对能够获准地变更而不导致相关的基本功能上的改变的任何定量表示进行修改。因此，以(若干)术语(诸如，“大约”、“近似地”以及“基本上”)修改的值将不限于所指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可以与用于测量该值的仪器的精度或用于构造或制造构件和/或系统的方法或机器的精度相对应。例如，近似语言可以指属于百分之10的容限内。
在此且在整个说明书和所有的权利要求中，范围限制被组合且互换，除非上下文或语言另外指示，否则这样的范围被标示且包括其中所包含的所有的子范围。例如，本文中所公开的所有的范围都包括端点，并且，端点可独立地彼此组合。
大体上提供包括旋转爆震燃烧(RDC)系统的热力发动机10的实施例。在本文中示出且描述的实施例提供诸如经由热衰减结构改进RDC系统的耐久性的结构。本文中所描述的RDC系统的实施例包括如下的收敛-扩散型气体喷嘴，其给爆震室壁提供膜冷却，以与爆燃燃烧相比使起因于爆震燃烧而造成的较高的热通量和增加的压力梯度的不利影响衰减。照此，在本文中大体上示出且描述的RDC系统的实施例可以改进RDC系统耐久性，这可以进一步允许使RDC系统集成到要求大体上设置以爆燃燃烧系统的耐久性的热力发动机商用、工业或军用设备中。
现在参考附图，图1描绘包括根据本公开的示范性实施例的旋转爆震燃烧系统100(“RDC系统”)的热力发动机10。热力发动机10大体上包括入口区段20和膨胀区段30。在一个实施例中，RDC系统100位于入口区段20的下游和膨胀区段30的上游，诸如以顺次的布置位于入口区段20与膨胀区段30之间。在各种实施例中，热力发动机10限定燃气涡轮发动机、冲压喷气式发动机或其它热力发动机(其包括产生提供推进推力或机械能输出的燃烧产物的燃料-氧化剂焚烧器(或称为燃烧器，即burner))。在限定燃气涡轮发动机的热力发动机10的实施例中，入口区段20包括压缩机区段，该压缩机区段限定一个或多个压缩机，该压缩机生成到RDC系统100的氧化剂流79。入口区段20可以大体上将氧化剂流79引导至RDC系统100。入口区段20可以在氧化剂79进入RDC系统100之前，进一步使氧化剂79压缩。限定压缩机区段的入口区段20可以包括旋转压缩机翼型件的一个或多个交替的级。在其它实施例中，入口区段20可以大体上限定从上游端到接近RDC系统100的下游端减小的横截面面积。
如将在下文中更详细地讨论的，氧化剂流79的至少一部分与液体或气体燃料83(或液体燃料和气体燃料的组合、或液体燃料与气体的组合)混合，且爆震，以生成燃烧产物85(图2)。燃烧产物85向下游流动到膨胀区段30。在各种实施例中，膨胀区段30可以大体上限定从热力发动机10的接近RDC系统100的上游端到下游端增大的横截面面积。燃烧产物85的膨胀大体上提供推进热力发动机10所附接到的设备的推力，或给进一步联接到风扇区段、发电机或其它电机的一个或多个涡轮提供机械能，或提供以上两者。因而，膨胀区段30可以进一步限定燃气涡轮发动机的涡轮区段，该涡轮区段包括旋转涡轮翼型件的一个或多个交替的排或级。燃烧产物85可以从膨胀区段30通过例如排气喷嘴而流动，以生成对于热力发动机10的推力。
如将意识到的，在限定燃气涡轮发动机的热力发动机10的各种实施例中，膨胀区段30内的(若干)涡轮的通过燃烧产物85而生成的旋转通过一个或多个轴或卷轴而传递，以驱动入口区段20内的(若干)压缩机。在各种实施例中，入口区段20可以进一步诸如对于涡扇发动机配置而限定风扇区段，以便于推进空气跨过膨胀区段30和RDC系统100的外侧的旁通流路。
将意识到，在图1中示意性地描绘的热力发动机10仅经由示例而提供。在某些示范性实施例中，热力发动机10可以包括入口区段20内的任何合适的数量的压缩机、膨胀区段30内的任何合适的数量的涡轮，且还可以包括适于使(若干)压缩机、(若干)涡轮以及/或若干风扇机械地链接的任何数量的轴或卷轴。类似地，在其它示范性实施例中，热力发动机10可以包括任何合适的风扇区段，其中该风扇区段的风扇由膨胀区段30以任何合适的方式驱动。例如，在某些实施例中，风扇可以直接地链接到膨胀区段30内的涡轮，或备选地，可以由膨胀区段30内的涡轮跨过减速齿轮箱而驱动。额外地，风扇可以是可变节距式风扇、固定节距式风扇、导管式风扇(即，热力发动机10可以包括环绕风扇区段的外发动机短舱)、无导管式风扇，或可以具有任何其它合适的配置。
此外，还应当意识到，RDC系统100可以进一步合并到任何其它合适的航空热力发动机(诸如，涡轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、冲压喷气式发动机、超音速冲压喷气式发动机等等)中。进一步，在某些实施例中，RDC系统100可以合并到非航空热力发动机(诸如，陆基或海基的发电系统)中。更进一步，在某些实施例中，RDC系统100可以合并到任何其它合适的热力发动机(诸如，火箭或导弹发动机)中。在后面的实施例中的一个或多个实施例的情况下，热力发动机可不包括入口区段20中的压缩机或膨胀区段30中的涡轮。
现在参考图2-4，大体上提供图1的发动机10的RDC系统100的示范性实施例。RDC系统100包括沿着纵向方向L延伸的爆震室壁105。爆震室壁105限定爆震室壁105径向内部的爆震室115。RDC系统100还包括燃料-氧化剂喷嘴120，燃料-氧化剂喷嘴120限定安置于爆震室115的上游的第一收敛-扩散型喷嘴。由箭头81示意性地示出的来自入口区段的氧化剂流经过燃料-氧化剂喷嘴120。燃料喷射开口122限定穿过燃料-氧化剂喷嘴120，以提供由箭头83示意性地示出的液体或气体燃料流(或其组合)，从而与氧化剂流81混合，以在爆震室115处产生由箭头84示意性地示出的燃料-氧化剂混合物。诸如在下文中进一步描述的，燃料-氧化剂混合物84随后在爆震室115中爆震。
在诸如大体上在图5-7中描绘的各种实施例中，爆震室壁105进一步限定在燃料氧化剂喷嘴120径向外部的外爆震室壁105(a)和在燃料氧化剂喷嘴120径向内部的内爆震室壁105(b)。每个壁105(a)、105(b)安置成大体上彼此同中心的布置。在各种实施例中，壁105(a)、105(b)围绕燃烧中心线13大体上同中心而限定。气体喷嘴110与爆震室壁105相邻地限定。例如，气体喷嘴110与外爆震室壁105(a)和内爆震室壁105(b)相邻而限定。作为另一示例，气体喷嘴110限定为在燃料-氧化剂喷嘴120的径向外部和/或内部。更进一步，气体喷嘴110可以大体上径向地限定于爆震室壁105与燃料-氧化剂喷嘴120之间。
简略地参考图8(其提供爆震室115(不带燃料-氧化剂喷嘴120)的透视图)，将意识到，RDC系统100在操作期间生成爆震波230。爆震波230沿RDC系统100的周向方向C行进，消耗引入的燃料/氧化剂混合物84，且在燃烧的膨胀区域236内提供高压区域234。经焚烧的燃料/氧化剂混合物85(即，燃烧产物)离开爆震室115且被排出。
更具体地，将意识到，RDC系统100属于从连续爆震波230导出能量的爆震型燃烧器。对于爆震燃烧器(诸如，本文中所公开的RDC系统100)，燃料/氧化剂混合物84的燃烧是与焚烧(其如在传统的爆燃型燃烧器中为典型的)相比有效地爆震。因此，爆燃与爆震之间的主要差异与火焰传播的机理有关。在爆燃中，火焰传播是大体上通过传导而从反应区传热到新的混合物的功能。与爆震燃烧器相比之下，爆震是冲击引起的火焰，其导致反应区和冲击波的联接。冲击波使新的燃料-氧化剂混合物84压缩且对其进行加热，使这样的燃料-氧化剂混合物84升高到高于自燃点。另一方面，通过燃烧而释放的能量有助于爆震冲击波230的传播。进一步，关于连续爆震，爆震波230以连续的方式围绕燃烧室115传播(在相对较高的频率下运行)。额外地，爆震波230可以如此，以致于燃烧室115的内侧的平均压力高于典型的燃烧系统(即，爆燃燃烧系统)内的平均压力。因此，爆震波230的后面的区域234具有非常高的压力。
返回参考图2-4，RDC系统100还包括气体喷嘴110，气体喷嘴110限定第二收敛-扩散型喷嘴，第二收敛-扩散型喷嘴至少部分地沿着纵向方向L延伸穿过爆震室壁105。气体喷嘴110将由箭头82示意性地示出的气流提供到至少部分地与诸如由箭头101示意性地示出的爆震室壁105同方向的爆震室115中。在各种实施例中，气体喷嘴110沿着延伸穿过RDC系统100的燃烧中心线13安置在燃料-氧化剂喷嘴120径向外部。在各种实施例中，气体喷嘴110安置于爆震室115的上游。在还有各种实施例中，气体喷嘴110安置在燃料-氧化剂喷嘴120内部和/或外部(诸如，相对于燃料-氧化剂喷嘴120更径向接近爆震室壁105)。
气体喷嘴110在爆震室壁105的旁边或穿过爆震室壁105提供气流82，以在爆震室壁105处提供热衰减(例如，冷却)，从而减轻在燃料-氧化剂混合物84的爆震的期间生成的高热和高压的有害影响。进入气体喷嘴110的收敛-扩散型结构的气流82提供与爆震室壁105相邻的膜冷却101的壁。收敛-扩散型气体喷嘴110进一步限定狭口109，以使爆震室115中的爆震的每个循环的期间的从下游到上游的流最小化。照此，气体喷嘴110提供沿着爆震室壁105的长度相邻的膜冷却的流101，提供来自燃烧产物85或来自由爆震波230限定的燃烧产物85的缓冲(图8)。
现在参考大体上在图3-4中提供的实施例，气体喷嘴110可以进一步相对于燃烧中心线13至少部分地沿着径向方向R穿过爆震室壁105限定。例如，气体喷嘴110可以如此限定，以便于将膜冷却流101至少部分地向内朝向爆震室115安置。照此，在各种实施例中，诸如大体上关于图4而更详细地描绘的，气体喷嘴110可以穿过爆震室壁105以锐角104安置。
仍然参考大体上在图4中提供的RDC系统100的一部分的详细视图，爆震室壁105可以进一步限定纵向地延伸的部分106，部分106部分地在爆震室115内延伸。纵向地延伸的部分106在气体喷嘴110的下游延伸，以将出来的膜冷却流101至少部分地与爆震室壁105同方向地指引。在各种示例中，纵向地延伸的部分106径向地从气体喷嘴110且进一步沿着纵向方向延伸，以致于爆震室壁105限定槽或腔107。在各种实施例中，槽或腔107可以环状地穿过爆震室壁105延伸。在其它实施例中，每个槽或腔107可以限定凹陷部或浅凹部，该凹陷部或浅凹部限定气体喷嘴110作为其中心。
仍然参考图4，RDC系统100可以限定延伸穿过爆震室壁105的多个气体喷嘴110，这些气体喷嘴110各自相对于燃烧中心线13穿过爆震室壁105以相邻周向的布置安置。在各种实施例中，多个气体喷嘴110进一步穿过爆震室壁105沿着纵向方向L以相邻的布置安置。例如，多个气体喷嘴110可以限定沿着纵向方向L的大体上位于前部的第一气体喷嘴111、位于第一气体喷嘴111的沿着纵向方向的后部的第二气体喷嘴112以及等等直到位于爆震室115的最后部或下游端处的第N个气体喷嘴。沿着纵向方向的多个气体喷嘴110中的每个可以相对于沿着纵向方向L的位置而基于爆震室115内的预期的压力增大而限定收敛-扩散型喷嘴。例如，多个气体喷嘴110(例如，气体喷嘴111、气体喷嘴112等等)的每个纵向位置限定自燃料-氧化剂喷嘴120起沿着下游方向增大的压力比(例如，相对于气体喷嘴111而在气体喷嘴112处较高)。压力比与压力集气室114和爆震室115有关。照此，跨多个气体喷嘴110中的每个的变化的几何结构或压力比将膜冷却流101提供到爆震室115中，且减轻燃烧产物85通过气体喷嘴110到压力集气室114中的回流。
现在参考图5-7，大体上提供RDC系统100的示范性实施例的横截面图。大体上在图5-7中提供的视图描绘RDC系统100中的多个燃料-氧化剂喷嘴120和气体喷嘴110的布置的各种实施例。在一个实施例中，诸如关于图5而示出且描述的，爆震室壁105(包括外爆震室壁105(a)和内爆震室壁105(b))、气体喷嘴110以及燃料-氧化剂喷嘴120可以各自围绕燃烧中心线13环状地限定。在另一实施例中，诸如关于图6而示出的，爆震室壁105可以围绕发动机中心线12环状地限定，并且，燃料-氧化剂喷嘴120可以围绕发动机中心线12或燃烧中心线13以相邻周向的布置安置，以便于限定多个单独的喷嘴120。在还另一实施例中，诸如关于图7而示出的，多个气体喷嘴110可以限定多个单独的喷嘴110。
本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，且还使本领域任何技术人员能够实践本发明(包括制作并使用任何装置或系统和执行任何合并的方法)。本发明的专利范围由权利要求定义，且可以包括本领域技术人员所想到的其它示例。如果这样的其它示例包括并非与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果这些示例包括带有与权利要求的字面语言的非实质性差异的等同的结构元件，则这些示例旨在属于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种旋转爆震燃烧(RDC)系统，所述RDC系统包含：
沿着纵向方向延伸的爆震室壁，其中，所述爆震室壁在其径向内部限定爆震室；
燃料-氧化剂喷嘴，其限定安置于所述爆震室的上游的第一收敛-扩散型喷嘴；以及
气体喷嘴，其限定至少部分地沿着所述纵向方向延伸穿过所述爆震室壁的第二收敛-扩散型喷嘴，其中，所述气体喷嘴将气流至少部分地与所述爆震室壁同方向地提供到所述爆震室中。
2.根据权利要求1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴安置于所述燃料-氧化剂喷嘴与所述爆震室壁之间，且其中，所述气体喷嘴安置于所述爆震室的上游。
3.根据权利要求1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向穿过所述爆震室壁被限定。
4.根据权利要求1所述的RDC系统，其中，所述RDC系统包含多个气体喷嘴，所述气体喷嘴相对于燃烧中心线至少部分地沿着径向方向延伸穿过所述爆震室壁，其中，所述多个气体喷嘴相对于所述燃烧中心线穿过所述爆震室壁以相邻周向的布置安置。
5.根据权利要求4所述的RDC系统，其中，所述多个气体喷嘴进一步穿过所述爆震室壁沿着所述纵向方向以相邻的布置安置。
6.根据权利要求5所述的RDC系统，其中，所述多个气体喷嘴的每个纵向位置限定自所述燃料-氧化剂喷嘴起沿着下游方向增大的压力比，其中，所述压力比与压力集气室和所述爆震室有关。
7.根据权利要求1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴穿过所述爆震室壁以锐角安置。
8.根据权利要求7所述的RDC系统，其中，所述爆震室壁限定所述爆震室内的纵向地延伸的部分，其中，所述纵向地延伸的部分在所述气体喷嘴的下游延伸，以将所述气流至少部分地与所述爆震室壁同方向地指引。
9.根据权利要求1所述的RDC系统，其中，所述气体喷嘴围绕所述燃烧中心线环状地被限定。
10.根据权利要求1所述的RDC系统，其中，所述RDC系统包含围绕所述燃烧中心线围绕周向方向以相邻的布置安置的多个所述气体喷嘴。
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