CN111322637B - 旋转爆震推进系统 - Google Patents

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Abstract

一种推进系统包括至少一个旋转爆震促动器，该旋转爆震促动器包括：从入口端延伸至出口端的流径；限定流径的径向内边界的内壁；限定流径的径向外边界的外壁；以及至少一个飞行器机翼。旋转爆震促动器设置在飞行器机翼中。至少一个旋转爆震波从入口端到出口端行进通过流径。

Description

旋转爆震推进系统
技术领域
本主题总体上涉及促动器(诸如旋转爆震促动器)，以及使用旋转爆震促动器的流动控制系统。
背景技术
旋转爆震促动器、燃烧器和/或发动机可包括具有入口端和出口端的环状空间，燃料和空气混合物通过入口端进入且排气从出口端离开。爆震波沿环状空间的周向方向行进并消耗进入的燃料和空气混合物。燃烧的燃料和空气混合物(例如，燃烧气体)离开环状空间并与排气流一起排出。
爆震波在燃烧的膨胀区域中提供高压区域。预计旋转爆震压力增益燃烧系统相比脉冲爆震压力增益燃烧器具有显著的优势，因为进入这些系统的涡轮的流的净不均匀度预计将降低到二分之一到十分之一。
在发动机的低功率条件期间在旋转爆震燃烧器内维持旋转爆震波，以及选择性地控制和/或调整操作状况提出了技术挑战。例如，当旋转爆震发动机在怠速条件下运行时(例如，没有产生足够的推进力来推进发动机或包括发动机的车辆)，在发动机的燃烧器内旋转的爆震会消失或被区分。
发明内容
下面概述提出的实施例的各方面。这些实施例不旨在限制当前要求保护的实施例的范围，而相反，这些实施例仅旨在提供提出的实施例的可能形式的简要概述。此外，实施例可包含与权利要求的范围相对应的与以下阐述的实施例相似或不同的各种形式。
一方面，一种推进系统包括至少一个旋转爆震促动器，旋转爆震促动器包括：从入口端延伸至出口端的流径；限定流径的径向内边界的内壁；限定流径的径向外边界的外壁；以及至少一个飞行器机翼。旋转爆震促动器设置在飞行器机翼中。至少一个旋转爆震波从入口端到出口端行进通过流径。
另一方面，一种推进系统包括至少一个旋转爆震促动器，旋转爆震促动器包括：从入口端延伸到出口端的环状空间；限定环状空间的径向内边界的内壁；限定环状空间的径向外边界的外壁；以及包括发动机排气区段的环形发动机壳。旋转爆震促动器设置在环形发动机壳的发动机排气区段中。至少一个旋转爆震波从入口端到出口端行进通过环状空间。
另一方面，一种推力矢量系统包括至少一个旋转爆震促动器，旋转爆震促动器包括：从入口端延伸至出口端的环状空间；限定环状空间的径向内边界的内壁；限定环状空间的径向外边界的外壁；设置在出口端下游的至少一个流动表面；以及设置在内壁和外壁中的至少一个中的多个燃料喷射器。多个燃料喷射器围绕环状空间周向地间隔开。每个燃料喷射器被选择性地促动以在出口端的下游引起净推力矢量。
技术方案1. 一种推进系统，所述推进系统包括：
至少一个旋转爆震促动器，其包括：
从入口端延伸到出口端的流径；
限定所述流径的径向内边界的内壁；
限定所述流径的径向外边界的外壁；以及
至少一个飞行器机翼，其中所述至少一个旋转爆震促动器设置在所述至少一个飞行器机翼中，并且
其中至少一个旋转爆震波从所述入口端到所述出口端行进通过所述流径。
技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述至少一个旋转爆震促动器调节作用在所述至少一个飞行器机翼上的空气动力升力。
技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述至少一个旋转爆震促动器还包括多个旋转爆震促动器，其中所述多个旋转爆震促动器设置在所述至少一个飞行器机翼中。
技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述至少一个旋转爆震促动器还包括：
设置在所述至少一个飞行器机翼中的上流径部分；以及
在所述上流径部分的下方设置在所述至少一个飞行器机翼中的下流径部分，
其中所述上流径部分和所述下流径部分共同限定所述流径。
技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，第一流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述上流径部分，并且
其中第二流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述下流径部分。
技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述推进系统还包括设置在所述至少一个飞行器机翼的下游端处的至少一个机翼控制表面。
技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，第一流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述上流径部分，所述第一流流过所述至少一个机翼控制表面的上表面，并且
其中第二流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述下流径部分，所述第二流流过所述至少一个机翼控制表面的下表面。
技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述推进系统还包括混合器联接件，所述混合器联接件设置在所述上流径部分和所述下流径部分的每个的下游部分处。
技术方案9. 根据权利要求1所述的推进系统，其中，所述至少一个飞行器机翼还包括至少一个圆形后缘。
技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述推进系统还包括至少一个燃料喷射器，所述至少一个燃料喷射器设置在所述上流径部分和所述下流径部分中的每个中，
其中所述至少一个燃料喷射器调节进入所述上流径部分和所述下流径部分中的每个的燃料流，导致从所述上流径部分和所述下流径部分中的每个离开的燃烧气体的相应速度的改变。
技术方案11. 一种推进系统，所述推进系统包括：
至少一个旋转爆震促动器，其包括：
从入口端延伸到出口端的环状空间；
限定所述环状空间的径向内边界的内壁；
限定所述环状空间的径向外边界的外壁；以及
环形发动机壳，所述环形发动机壳包括发动机排气区段，
其中所述至少一个旋转爆震促动器设置在所述环形发动机壳的发动机排气区段中，并且
其中至少一个旋转爆震波从所述入口端到所述出口端行进通过所述环状空间。
技术方案12. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述至少一个旋转爆震促动器还包括多个旋转爆震促动器，所述多个旋转爆震促动器围绕环形发动机壳布置，每个旋转爆震促动器跨越所述环形发动机壳的弧段。
技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述多个旋转爆震促动器还包括四个旋转爆震促动器，所述四个旋转爆震促动器中的每个旋转爆震促动器跨越所述环形发动机壳的从大约80度到大约95度的弧段。
技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述多个旋转爆震促动器中的每个旋转爆震促动器还包括内环带和外环带，其中所述内环带和所述外环带中的每个包括沿径向向内的方向定向的凹入轮廓。
技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述推进系统还包括混合器联接件，所述混合器联接件设置在所述内环带和所述外环带中的每个的轴向后部处，
其中所述内环带和所述外环带在所述混合器联接件处相交。
技术方案16. 根据任意前述技术方案所述的推进系统，其中，所述至少一个旋转爆震促动器还包括多个旋转爆震促动器，
其中所述多个旋转爆震促动器中的第一旋转爆震促动器与所述多个旋转爆震促动器中的第二旋转爆震促动器选择性地在不同的操作条件下操作，以矢量化所述出口端下游的推力。
技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的燃烧系统，其中，所述环状空间还包括：
沿轴向向后的方向延伸的上游部分；
设置在所述上游部分的后部处的过渡点；以及
轴向地向后和径向地向内延伸的下游部分，所述下游部分设置在所述过渡点的轴向后方。
技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的燃烧系统，其中，所述至少一个旋转爆震促动器还包括围绕所述环形发动机壳周向地设置的从大约2个至大约100个大致圆形的旋转爆震促动器。
技术方案19. 一种推力矢量化系统，所述推力矢量化系统包括：
至少一个旋转爆震促动器，其包括：
从入口端延伸到出口端的环状空间；
限定所述环状空间的径向内边界的内壁；
限定所述环状空间的径向外边界的外壁；
设置在所述出口端下游的至少一个流动表面；以及
多个燃料喷射器，其设置在所述内壁和所述外壁中的至少一个中，所述多个燃料喷射器围绕环状空间周向地间隔开，
其中所述多个燃料喷射器中的每个燃料喷射器选择性地促动以在所述出口端下游引起净推力矢量。
技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的推力矢量化系统，其中，所述推力矢量化系统还包括设置在所述旋转爆震促动器的出口端处的促动器出口，所述促动器出口定向成使得轴向地向后和径向地向内引导燃烧气体，
其中所述多个燃料喷射器中的每个燃料喷射器突出到所述环状空间中。
附图说明
在参照附图阅读以下详细描述时，本公开内容的这些及其他特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相似的标号表示附图各处相似的部分，其中：
图1是旋转爆震燃烧器的透视示意图；
图2是旋转爆震燃烧器和/或促动器的侧视示意图；
图3是旋转爆震燃烧器和/或促动器的从前往后看的截面视图；
图4是旋转爆震燃烧器和/或促动器的从前往后看的截面视图；
图5是旋转爆震燃烧器和/或促动器的侧视示意图；
图6是旋转爆震燃烧器和/或促动器的从前往后看的截面视图；
图7是旋转爆震燃烧器和/或促动器的从前往后看的截面视图；
图8是旋转爆震燃烧器和/或促动器的侧视示意图；
图9是旋转爆震燃烧器和/或促动器的侧视示意图；
图10是发动机的从后向前看的截面视图；
图11是发动机的一部分的侧视示意图；
图12是发动机的从后向前看的截面视图；
图13是飞行器的一部分的从前向后看的视图；
图14是飞行器的一部分的从前向后看的视图；
图15是控制表面的一部分的侧视示意图；
图16是控制表面的一部分的侧视示意图；
图17是控制表面的一部分的侧视示意图；
图18是流动表面和流动控制促动器的侧视示意图；
图19是流动表面和流动控制促动器的侧视示意图；
图20是发动机的从后向前看的截面视图；以及
图21是根据本发明的方面的发动机的一部分的侧视示意图。
除非另外指示，否则本文提供的图意在示出本公开内容的实施例的特征。这些特征被认作可适用于多种系统，包括本公开内容的一个或多个实施例。因此，图不意在包括本文公开的实施例的实施所需的本领域的普通技术人员已知的所有常规特征。
零件清单
2 燃烧器/促动器
4 入口端
6 出口/后端
8 外壁
10 内壁
12 膨胀区域
13 环状空间
14 高压区域
16 爆震波
17 周向方向
19 燃烧气体
22 排出气体
24 燃烧器中心线
26 点火器
27 燃料喷射器
28 第一整流罩节段
30 第二整流罩节段
32 排气区段
34 圆锥形部分
36 线性侧
38 圆形和/或半圆形侧
42 歧管
42 径向出口
44 第一排
46 第二排
48 径向出口
50 歧管出口
52 流动表面
54 外部流
55 发动机壳
56 轴向发动机中心线
57 径向节段
57 内部
58 第一燃烧器
60 发动机
61 扩散器
62 第三燃烧器
64 第二燃烧器
66 第四燃烧器
68 内环带
70 外环带
72 燃烧器中心本体
74 外角形部分
76 内角形部分
78 混合器联接件
80 燃烧器出口
82 下环状空间部分
84 上环状空间部分
86 外发散节段
88 内发散节段
90 内会聚节段
92 轴向发动机流
94 机身
96 机翼(或控制表面)
98 上环状空间部分
100 飞行器
102 下环状空间部分
104 第一流
104A 上表面
106 机翼襟翼(或控制表面)
108 第二流
108A 下表面
110 外部流
112 转角部分
114 轴向部分
116 角形部分
124 流管
124 轴向出口。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将对一定数目的用语进行参照，它们应当限定为具有以下意义。
单数形式"一个"、"一种"和"该"包括复数参照，除非上下文清楚地另外指出。
"可选"或"可选地"意思是随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且描述包括事件发生的情况以及其不发生的情况。
如本文在说明书和权利要求书各处使用的近似语言可用于修饰可允许在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下改变的任何数量表达。因此，由一个或多个诸如"大约"和"大致"的用语修饰的值不限于指定的准确值。在至少一些情况中，近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度。这里以及说明书和权利要求书各处，范围限制可组合和/或互换，此范围是确定的且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指示。
如本文中所使用的，用语"轴向"是指与燃气涡轮发动机的中心轴线或轴或备选地与推进发动机、燃烧器和/或内燃机的中心轴线对准的方向。燃气涡轮发动机或燃烧器的轴向前端是靠近风扇、压缩机入口和/或空气入口的端部，在该端部处空气进入燃气涡轮发动机和/或燃烧器。燃气涡轮发动机或燃烧室的轴向后端是燃气涡轮或燃烧器的靠近发动机或燃烧器排气的端部，燃烧气体从那里排出。在非涡轮发动机中(例如冲压式喷气发动机、超音速冲压式喷气发动机、火箭等)，轴向向后是朝向排气，且轴向向前是朝向入口。
如本文中所使用的那样，用语"周向"是指围绕燃烧器的环状空间的圆周(并且与之相切)的一个或多个方向，或例如由涡轮叶片的扫掠区域限定的圆。如本文所使用的那样，用语"周向"和"切向"是同义词。
如本文所使用的那样，用语"径向"是指远离燃气涡轮的中心轴线或备选地推进发动机的中心轴线向外移动的方向。"径向地向内的"方向朝着中心轴线对准，朝着减小的半径移动。"径向地向外的"方向远离中心轴线对准，朝着增大的半径移动。
图1示出了旋转爆震燃烧器2的一个示例的示意图。燃烧器2包括由外壁8和内壁10形成的环形燃烧器。由壁8,10限定的燃烧器具有入口端4(燃料/空气混合物18进入该入口端)和出口端6(排气流22从出口端6离开燃烧器2)。爆震波16沿环状空间的周向方向17(并且绕环状空间的环形轴线)行进，从而消耗进入的燃料/空气混合物18，并在燃烧的膨胀区域12中提供高压区域14。燃烧的燃料/空气混合物(例如，燃烧气体)19离开环状空间并与排气流22一起排出。爆震波16后面的区域14具有非常高的压力，并且该压力可反馈到上游室中，空气和燃料从该上游室引入并形成未燃烧的燃料/空气混合物18。
图2示出了在入口端4和出口端6之间延伸的示例性旋转爆震燃烧器2的侧视图。燃烧器2也可称为旋转爆震促动器2(即，用于流动控制促动)。环状空间13限定在内壁10和外壁8之间。环状空间13是关于燃烧器中心线24轴对称的环形环。进入的燃料/空气混合物18在入口端4处进入环状空间13。至少一个点火器26可在燃烧器2的入口端4处设置在内壁10和/或外壁8中，用于点燃燃料/空气混合物18。至少一个点火器26可既在内壁10中又在外壁8处设置，或在其他实施例中可设置在内壁10或外壁8中。至少一个点火器26可径向地向内(即，对于设置在外壁8中的点火器)、径向地向外(即，对于设置在内壁10中的点火器)、沿周向方向和/或沿轴向方向定向。另外，至少一个点火器26可定向成使得其在轴向、周向和径向的每个方向上和/或其子集(例如周向和径向、周向和轴向，或轴向和径向)中具有分量。在包括多个点火器26的实施例中，点火器可在围绕环状空间13的不同时钟位置处轴向地间隔开和/或周向地间隔开。排气流22在出口或下游端6处离开燃烧器2，该出口或下游端6在圆锥形部分34处可具有圆锥形或大致圆锥形的形状，该圆锥形部分朝向燃烧器中心线24径向地向内渐缩。圆锥形部分34可以径向地向内线性渐缩或可以以弯曲和/或轮廓形式径向地向内渐缩。
仍参看图2，燃料/空气混合物18经由至少一个点火器13(或经由其他点火装置，诸如自动点火或容积式点火)点火，从而产生轴向地和周向地行进通过环状空间13的燃烧气体19。当燃烧气体19从燃烧器2的入口端4行进到出口端6时，包括爆震波(未示出)的燃烧气体19周向地围绕环状空间13行进。排气区段32联接到外壁8的轴向下游端。排气区段32可为大致截头圆锥形的，并且当其轴向地向后过渡时可径向地向内成角度。排气区段32可包括第一整流罩节段28和第二整流罩节段30。第一整流罩节段28可联接到外壁8的后端，并且可形成截头圆锥形部分，该截头圆锥形部分在后端6处围绕环状空间13周向地延伸。第二整流罩节段30可联接至第一整流罩节段28的后端，并且可形成截头圆锥形部分，该截头圆锥形部分围绕环状空间13周向延伸，或在环状空间和/或第一整流罩节段28的轴向后部延伸。第一整流罩节段28和第二整流罩节段30中的每个可径向地向内并且轴向地向后成角度，使得它们与圆锥形部分34协同地形成与燃烧器环状空间13的流动面积大概相等的流动面积。在其他实施例中，第一整流罩节段28和第二整流罩节段30中的每个可径向地向内且轴向地向后成角度，使得它们与圆锥形部分34协同地形成比燃烧器环状空间13的流动面积小的流动面积。第二整流罩节段30可以以比第一整流罩节段28更陡的角度径向地向内成角度。换句话说，第二整流罩节段30可比第一整流罩节段28定向得更靠近径向方向，而第一整流罩节段28可比第二整流罩节段30定向得更靠近轴向方向。
在出口或后端6处的锥形部分34与排气区段32(包括第一整流罩部分28和第二整流罩部分30)协同，可用于将排出燃烧气体22朝燃烧器中心线24集中，其可实现和/或辅助对排出气体22进行推力矢量化和/或利用排出气体22进行流动控制促动。排气区段32将燃烧排出气流径向地向内引导。在排气区段32和圆锥形部分34成角度和/或轮廓形成为使得排气区段32处的流动面积小于环状空间13的流动面积的实施例中，排气区段32和圆锥形部分34还可用于在排出气体22离开燃烧器2时使流沿大致轴向方向加速。
图3示出了包括环状空间13的燃烧器(和/或促动器)2的从前向后看的视图，环状空间13由内壁10和外壁8(两者均关于燃烧器中心线24圆形对称)限定。燃烧器2包括一个或多个点火器26，其围绕环状空间13周向地间隔开，并且设置在内壁10上和/或在外壁8处。在图3的实施例中，示意性地示出了爆震波40围绕环状空间周向地行进。燃烧器2可具有的围绕内壁10设置的点火器数量不同于围绕外壁8设置的。例如，燃烧器2可包括设置在内壁10上的2个点火器和设置在外壁8上的3个点火器。在其他实施例中，与外壁8上相比，内壁10上可设置更多数量的点火器。
图4示出了包括环状空间13的燃烧器(和/或促动器)2的从前向后看的视图，环状空间13由内壁10和外壁8(两者均围绕燃烧器中心线24设置)限定。在图4的实施例中，燃烧器2和环状空间的截面是跑道形的(环状空间是内跑道形壁10和外跑道形壁8之间的空间)。图4的跑道形燃烧器2包括彼此相对设置的两个线性侧36，以及彼此相对设置的两个圆形和/或半圆形侧38。两个圆形侧38可为具有恒定曲率半径的半圆形。在其他实施例中，两个圆形侧38可为椭圆、双曲线和/或其他方式弯曲的轮廓，使得它们不具有恒定的曲率半径而是包括变化的曲率。在具有半圆形的圆形侧38的实施例中，线性侧36的长度可为限定圆形的侧38的曲率的半圆形的直径的大约0.25倍至大约5倍。在其他实施例中，线性侧36的长度可为限定圆形侧38的曲率的半圆形的直径的大约0.5至大约3倍。在其他实施例中，线性侧36的长度可为限定圆形侧38的曲率的半圆形的直径的大约1.0至大约2.0倍。在其他实施例中，线性侧36的长度可为限定圆形侧38的曲率的半圆形的直径的大约1.25至大约1.75倍。在其他实施例中，线性侧36的长度可为限定圆形侧38的曲率的半圆形的直径的大约1.5倍。燃烧器2包括一个或多个点火器26，其围绕环状空间13周向地间隔开，并且设置在内壁10上和/或在外壁8处。在图4的实施例中，示意性地示出了爆震波40围绕环状空间周向地行进。燃烧器2可具有的围绕内壁10设置的点火器数量不同于围绕外壁8设置的。例如，燃烧器2可包括设置在内壁10上的3个点火器和设置在外壁8上的4个点火器。在其他实施例中，与外壁8上相比，内壁10上可设置更多数量的点火器。
仍然参看图4，燃烧器和/或促动器2可包括设置在线性侧36和半圆形侧38中的一个或多个径向出口48。该一个或多个径向出口48中的每个可将环状空间13流体地连接到旋转爆震燃烧器和/或促动器2的外部部分，并且该一个或多个径向出口48中的每个可用作导管，来自旋转爆震流的燃烧气体穿过该导管。该一个或多个径向出口48中的每个可为大致圆柱形的。在其他实施例中，该一个或多个径向出口48中的每个可包括非圆形截面。通过经由一个或多个喷射器26将燃料非对称地喷射到环状空间13中和/或通过非对称地启用通过该一个或多个径向出口48的燃烧气体流，可在燃烧器和/或促动器2的轴向出口处实现推力矢量化。因此，在包括径向出口48的实施例中以及在不包括径向出口48的实施例中，燃烧器和/或促动器2可用于推力矢量化。燃料通过燃料喷射器26的促动可经由燃料计量阀(未示出)发生，并且可按大约1毫秒的规模发生。例如，燃料计量阀可打开以分散燃料，并然后在大约1毫秒内再次关闭。在其他实施例中，燃料计量阀可打开以分散燃料，并然后在大约0.5到大约1.5毫秒内再次关闭。在其他实施例中，燃料计量阀可打开以分散燃料，并然后在大约0.2到大约3.0毫秒内再次关闭。燃料计量阀可用以操作的频率使得推力矢量化能够以精确和受控的方式进行。
在操作中，图1-图4(以及图5-图12)的每个实施例可包括同时在周向(和轴向向后)方向上传播的多个爆震波，使得它们在从入口端4移至出口端6时包绕环状空间13。由于爆震波40围绕环状空间行进的最少时间量，化学和燃烧器动态以及其他因素可限制燃烧器2以及环状空间13的面积和/或容积的最小尺寸。因此，环状空间13的面积、燃烧器2的总半径和/或燃烧器2的总轴向长度都可调整以确保化学因素以及其他因素(诸如燃烧器动态、空气动力、热管理和其他考虑)都得到相应的平衡。另外，可能期望燃烧器2具有跑道形状，以便增加爆震波40可围绕环状空间2行进的距离，同时允许燃烧器2的轴向长度和/或径向高度减小。
图5示出了示例性旋转爆震燃烧器(和/或促动器)2的侧视图，该旋转爆震燃烧器(和/或促动器)2在入口端4和出口端6之间延伸，并且包括：限定在内壁10和外壁8之间的环状空间13、入口燃料/空气混合物18、燃烧器中心线24、至少一个点火器26、排气流22、圆锥形部分34和排气区段32。在图5的实施例中，燃烧器2包括围绕环状空间13周向地设置的多个径向出口48。径向出口48可穿过外壁8设置，使得每个径向出口48将环状空间13流体地连接至燃烧器2的外部。换句话说，燃烧气体可经由出口端6和/或经由多个径向出口48离开燃烧器。歧管42可围绕燃烧器设置，使得经由多个径向出口48离开燃烧器2的燃烧气体可流入歧管42中，在该处，燃烧气体经由至少一个歧管出口50引导至另一位置。歧管42的外半径可大于燃烧器2的本体的外半径(即，燃烧器外半径)。
仍然参看图5，燃烧器2可包括第一排44径向出口48和第二排46径向出口48。径向出口的第一排44和第二排46中的每一个可将环状空间13流体连接至歧管42。第一排44可轴向地设置在第二排46的上游。在一个实施例中，第一排44的每个径向出口48可与第二排46的径向出口48对准。在其他实施例中，第一排44的每个径向出口48可为交错的，使得它不与第二排46的径向出口48对准。换句话说，径向出口的第一排44和第二排46可彼此对准或彼此偏离。在一个实施例中，每个径向出口48可经由阀和/或其他合适的装置选择性地打开或关闭，使得环状空间13内的下游流动和燃烧动态导致燃烧器出口端6处的期望推力矢量和/或流动控制促动条件。另外，选择性地打开和/或关闭至少一个径向出口可导致歧管出口50内期望的流动条件，燃烧气体可通过该歧管出口50传送而用于其他用途。在一些实施例中，径向出口48可选择性地打开、关闭和/或部分打开/部分关闭。例如，可调节每个径向出口48使得其打开、关闭、部分打开和/或部分关闭以促动或改变下游流动和/或推力矢量。
歧管42、径向出口48的第一排44和第二排46可全部设置在燃烧器2的轴向上游半部内、在燃烧器2的轴向下游半部内，和/或在燃烧器2的大致轴向中心部分内。在一些实施例中，燃烧器2可仅包括单排径向出口48。在其他实施例中，燃烧器2可包括多于两排的径向出口48。径向出口48的歧管42、第一排44和第二排46都可轴向地设置在至少一个点火器26的下游。每个径向出口的截面形状可为圆形、开槽的(即，矩形)、椭圆形和/或其他合适的形状。
图6示出了包括环状空间13的燃烧器(和/或促动器)2的从前向后看的视图，环状空间13由内壁10和外壁8(均关于燃烧器中心线24圆形对称)限定。燃烧器2包括：一个或多个点火器26，其围绕环状空间13周向地间隔开，设置在内壁10上和/或在外壁8处；以及爆震波40。在图6的实施例中，燃烧器2包括设置在外壁中的多个径向出口48，其将环状空间13流体地连接到燃烧器2的外部。多个径向出口48可围绕燃烧器2的整个圆周设置，或可仅设置在燃烧器2的弧形部分中，如图6中所示的那样。
图7示出了包括环状空间13的燃烧器(和/或促动器)2的从前向后看的视图，环状空间13由内壁10和外壁8(均关于燃烧器中心线24圆形对称)限定。燃烧器2包括：一个或多个点火器26，其围绕环状空间13周向地间隔开，设置在内壁10上和/或在外壁8上；以及爆震波40。在图7的实施例中，燃烧器2是系统的一部分，该系统包括至少一个流动表面52，径向出口48将排出气体22分散在该流动表面52上以便控制或促动流过流动表面52的外部流54。排出气体22与外部流54相互作用，使得流动表面52上的外部流54的至少一个流动特性被调节和/或改变。每个径向出口48可包括管长度，该管长度经调整以同时提供排气流22和/或燃烧产物的脉冲。例如，当旋转波接近多个径向出口48时，其到达的第一径向出口具有最长的管长度，而其到达的最后一个径向出口具有最短的管长度，使得排出气体22的脉冲大致同时到达流动表面52。
在图7的实施例中，每个径向出口48示为大致彼此平行。然而，图7的实施例可包括径向地定向(类似于图6)而不是大致平行的径向出口48。图6和图7的实施例中的每个可包括多排径向出口(例如，在第一排44的轴向后方的第二排46，未示出)。图6和图7的实施例中的每个可包括圆形截面形状或跑道形截面。图6和图7的实施例中的每个可包括歧管42，歧管42流体地连接在径向出口48的下游。图6和图7的实施例中的每个可在歧管42下游包括歧管出口50。图6和图7的实施例中的每个可包括多个点火器26和多种点火器构造，类似于图3和图4的那些。
图8示出了旋转的爆震燃烧器(和/或促动器)2的侧视图，该爆震燃烧器(和/或促动器)在入口端4和出口端6之间延伸，并且包括限定在内壁10和外壁8之间的环状空间13。在图8的实施例中，圆锥形外壳120设置在圆锥形部分34的径向外侧、后端6处。圆锥形外壳120和圆锥形部分34共同限定流体地联接到环状空间13的排气导管118。燃烧气体从环状空间流入排气导管118，并最终通过轴向出口122，该轴向出口流体地联接至排气导管118并设置在流动表面52内和/或流动表面52处。在操作中，在轴向出口122处离开的燃烧气体可用于改变在流动表面52和/或外部流54处的至少一个流动特性。例如，在轴向出口122处离开的燃烧气体可用于向外部流54提供动量增加。在其他实施例中，在轴向出口122处离开的燃烧气体可用于修改边界层以用于分离控制(即，防止外部流54与流动表面52分离)以及用于其他目的。在其他实施例中，在轴向出口122处离开的燃烧气体可用于混合低动量流体和高动量流体以用于分离控制或其他目的。在其他实施例中，在轴向出口122处离开的燃烧气体可用于改变外部流54的流动角度和/或轨迹，以用于推力矢量化或用于其他目的。燃烧气体可在轴向出口处离开，使得它们大致垂直和/或正交于流动表面52。在其他实施例中，燃烧气体可在轴向出口122处离开，使得它们与流动表面52形成锐角和/或钝角。
图9示出了类似于图8的实施例的旋转爆震燃烧器2的侧视图。在图9的实施例中，圆锥形外壳120的后端联接至流管124。轴向出口122设置在流管124的后端处。流管124可用于使燃烧气体在轴向出口122处离开旋转爆震燃烧器(和/或促动器)2之前沿轴向向后的方向引导。图2、图5、图8和图9的实施例还可包括截短的实施例，其不包括圆锥形部分34、排气区段32和/或排气导管118，而是简单地在环状空间13的下游端6处截短。
图10示出了包括至少一个旋转爆震燃烧器的发动机60的从后向前看的截面视图。发动机60包括第一燃烧器58、第二燃烧器64、第三燃烧器62和第四燃烧器66，它们周向地设置在环形发动机壳55(围绕轴向发动机中心线56圆形地限定)内。第一至第四燃烧器58,62,64,66中的每个包括限定在内壁10和外壁8之间的环状空间13，以及旋转爆震波40，当其轴向地向后移动通过相应的燃烧器58,62,64,66和发动机60时，该旋转爆震波40可围绕环状空间13行进。环状空间13限定为内壁10和外壁8之间的空间，该空间可在形状上是非圆形的和/或是细长的，从而导致非圆形和/或细长的环状空间13。在本文公开的每个实施例中，环状空间13也可限定为旋转爆震波行进通过的流径。第一至第四燃烧器58,62,64,66中的每个包括内环带68和外环带70两者，其中内环带68设置在外环带70的径向内侧。第一至第四燃烧器58,62,64,66中的每个包括设置在内环带68和外环带70之间的燃烧器中心本体72。第一至第四燃烧器58,62,64,66可由设置在发动机壳55中的一个或多个径向节段57在第一至第四燃烧器58,62,64,66中的每个的周向边缘之间分开。
图10的发动机60可包括围绕发动机壳55内的发动机中心线56圆形地设置的不同数量的燃烧器。例如，发动机60可包括1、2、3、4个和/或更多数量的燃烧器。燃烧器可围绕发动机中心线56以对称或不对称的构造布置。每个燃烧器可越过或跨过环形发动机壳55的弧形节段延伸。例如，图10的第一至第四燃烧器58,62,64,66中的每个都跨过大概90度(正5度和负10度)的弧段。换句话说，图10的第一至第四燃烧器58,62,64,66中的每个在从大约80度至大约95度的范围内跨越弧段。内环带68和外环带70中的每个的轮廓形成为与环形发动机壳55的轮廓匹配。例如，内环带68和外环带70中的每个的轮廓形成为使得它们具有径向地向内定向的凹入部分。
图11示出了包括至少一个旋转爆震燃烧器的发动机60的侧视截面视图。在图11中的剖切线A-A处截取了图10所示的从后向前看的视图。图11的实施例示出了下环状空间部分82和上环状空间部分84，两者均围绕发动机中心线56圆形地设置。内环带68和外环带70在发动机壳55内周向地包绕，同时也轴向地向后延伸。内环带68和外环带70中的每个由燃烧器中心本体72分开，并且可流体地连接至一个或多个径向出口48。内环带68和外环带70中的每个在其各自的轴向下游端处分别流体地连接至内角形部分76和外角形部分74。内角形部分76和外角形部分74径向地向内成角度并用作内环带68和外环带70与混合环78之间的过渡，内环带68和外环带70在该处相交。
仍参看图11，混合器联接件78用于混合通过燃烧器出口80上游的内环带68和外环带70中的每个的燃烧气体流，该燃烧器出口80将内环带68和外环带70中的每个流体地连接到发动机60的内部。燃烧器出口80将环形发动机壳55分成内发散节段88和外发散节段86。当内发散节段88和外发散节段86轴向地向后过渡时，它们在径向向外的方向上发散。内发散节段88和外发散节段86可形成发动机壳55的轴向后部并且可彼此共线。外发散节段86可在内发散节段88的径向外侧和轴向后方。在内发散节段88的轴向前方，内会聚节段90可设置在发动机壳55的径向向内部分中。内会聚节段90可在其轴向向后过渡时径向地向内成角度。在一个或多个燃烧器出口80的每个处，来自一个或多个燃烧器58,62,64,66(图10所示)中的每个的燃烧气体可与轴向发动机流92混合，该轴向发动机流可包括燃料、空气、燃料-空气混合物和/或燃烧气体。
图12示出了包括至少一个旋转爆震燃烧器(和/或促动器)2的发动机60的从后向前看的截面视图。在图12的实施例中，多个大致圆形的旋转爆震燃烧器和/或促动器2围绕环形发动机壳55周向地间隔开。旋转爆震燃烧器和/或促动器2中的每个可包括围绕中心本体72设置并限定环状空间13的内壁10和外壁8。环形发动机壳55可关于发动机中心线56是轴对称的。在其他实施例中，旋转爆震燃烧器和/或促动器2中的每个可为椭圆形、跑道形和/或其他非圆形形状。图12的发动机60可包括在大约2和大约100个之间的旋转爆震燃烧器和/或促动器2。在其他实施例中，图12的发动机60可包括围绕环形发动机壳55周向地间隔开的在大约3和大约60个之间的旋转爆震燃烧器和/或促动器2。在其他实施例中，图12的发动机60可包括围绕环形发动机壳55周向地间隔开的在大约4和大约50个之间的旋转爆震燃烧器和/或促动器2。在其他实施例中，图12的发动机60可包括围绕环形发动机壳55周向地间隔开的在大约5和大约40个之间的旋转爆震燃烧器和/或促动器2。在其他实施例中，图12的发动机60可包括围绕环形发动机壳55周向地间隔开的在大约6和大约30个之间的旋转爆震燃烧器和/或促动器2。在其他实施例中，图12的发动机60可包括围绕环形发动机壳55周向地间隔开的在大约7和大约20个之间的旋转爆震燃烧器和/或促动器2。在其他实施例中，图12的发动机60可包括围绕环形发动机壳55周向地间隔开的在大约8和大约18个之间的旋转爆震燃烧器和/或促动器2。
发动机60可包括设置在环形发动机壳55的内部57内的燃气涡轮发动机和/或其他类型的发动机(例如超音速冲压式发动机)。旋转爆震燃烧器和/或促动器2中的每个可用于推力矢量化、流动控制、推力产生和/或其他目的。多个大致圆形的旋转爆震燃烧器和/或促动器2可用作发动机的主推进系统，或可用作副推进系统和/或辅助推进系统。在其他实施例中，多个大致圆形的旋转爆震燃烧器和/或促动器2可在一种操作模式期间用作发动机的主推进系统，并且可在第二或备选操作模式期间用作推力矢量化系统、流动控制促动系统和/或一些其他目的。例如，根据本文公开的实施例，多个大致圆形的旋转爆震燃烧器和/或促动器2可设置在飞行器和/或发动机的排气区段(以及飞行器和/或发动机的其他地方)中，并且可用于调节从每个促动器2出来的流的量以改变发动机排气的轨迹(即，推力矢量化)。
图13示出了包括机身94和至少一个机翼(或控制表面)96的飞行器100的一部分的前视图。设置在机翼96中的可为包括旋转爆震燃烧器2的发动机60，该发动机继而又包括围绕燃烧器中心本体72设置并且设置在内壁10和外壁8之间的环状空间13。在其他实施例中，单独的旋转爆震促动器2(即，没有伴随的发动机或其结构)可设置在机翼或控制表面96中。环状空间13限定为内壁10和外壁8之间的空间，该空间可在形状上是非圆形的和/或是细长的，从而导致非圆形和/或细长的环状空间13。旋转爆震燃烧器2可为椭圆形、跑道形、卵形、矩形、梯形和/或其他合适的形状，并且可大体上为细长的以符合机翼96的形状因数。旋转爆震发动机60和燃烧器2可用于在向后的方向上提供推力，从而为飞行器提供推进源、分离控制和/或其他流控制机构。例如，图4中所示的流动控制促动器和/或燃烧器2的实施例可用在图13的实施例中(例如在机翼或控制表面96中)，使得沿机翼96的整个(或部分)长度发生旋转爆震，从而用作飞行器100的推进源，和/或用作分离控制源，和/或用作其他流动控制机构。类似于图4的实施例，在图13的实施例中，燃料可不对称地喷射在环状空间13内(即，更多的燃料喷射在顶部和/或底部上)，使得净推力矢量出现在下游出口处。这可允许操纵飞行器100，而不需要可动控制表面(诸如机翼襟翼等)。
图14示出了包括机身94和至少一个机翼96(或控制表面)的飞行器100的一部分的前视图。设置在机翼96中的是发动机60，其包括多个旋转爆震燃烧器2，每个燃烧器包括围绕燃烧器中心本体72设置并且设置在内壁10和外壁8之间的环状空间13。在其他实施例中，单独的旋转爆震促动器2(即，没有伴随的发动机或其结构)可设置在机翼或控制表面96中。环状空间13限定为内壁10和外壁8之间的空间，该空间可在形状上是非圆形的和/或是细长的，从而导致非圆形和/或细长的环状空间13。旋转爆震燃烧器2可为椭圆形、跑道形、卵形、矩形、梯形和/或其他合适的形状，并且可大体上为细长的以符合机翼96的形状因数。旋转爆震发动机60和燃烧器2可用于在向后的方向上提供推力，从而为飞行器提供推进源。在图14的实施例中，由于旋转爆震燃烧器2的几何形状的最大操作尺寸，可能期望在飞行器机翼96中设置多个旋转爆震燃烧器2而不是单个旋转爆震燃烧器2。因此，在单个较大的旋转爆震燃烧器2上可能期望多个较小的旋转爆震燃烧器2。
图15-图17示出了图13和图14的机翼(或控制表面)96的侧视图。在图15的实施例中，环状空间13包括上环状空间部分98和下环状空间部分102。第一流104离开上环状空间部分98，而第二流108离开下环状空间部分102。第一流104和第二流108中的每个可与一个或多个外部流110相互作用，使得该一个或多个外部流110的至少一个流动特性被修改。例如，可将不同量的燃料和/或空气(或氧化剂)注入上环状空间部分98和下环状空间部分102的每个内，使得所得的第一流104和第二流108包括不同的质量和/或能量流，从而对机翼(或控制表面)96的整体空气动力产生净影响。本文中公开的实施例可通过用圆形后缘来调节机翼96上的第一流104和第二流198产生所谓的"吹动襟翼"(或循环控制)。例如，如果第一流104的量级(即，增加的质量流和/或速度)比第二流108的高，则机翼96的上表面上方的第一流104可保持附接至该表面的时间更长，并且从机翼流出的流的尾流可向下矢量化。这可具有与飞机襟翼相同的效果，并且可用于调节升力和阻力。净效应可能导致增大的升力、减小的阻力(由于流动分离的减小)、增大的推进力、推力矢量化和/或其他效应，包括流体动量、边界层高度、边界层速度分布、流动能量、流动速度、冲击波位置、冲击波角、湍流分布、流角和/或流温度中的一个或多个的变化。在操作中，当至少一个旋转爆震波朝向机翼96的出口端6行进时，至少一个旋转爆震波(未示出)围绕环状空间13周向地消散(通过上环状空间部分98和下环状空间部分102)。
在图16的实施例中，第一流104和第二流108可流过飞行器机翼襟翼(或控制表面106)的上表面104A和下表面108A。飞行器机翼襟翼(或控制表面106)可旋转地联接至机翼的后端6，并且能够被调节以在飞行的不同部分期间允许不同的空气动力效果作用在机翼96、机翼襟翼106和/或控制表面。根据一个或多个期望的操作条件，机翼襟翼106可朝向下和/或向后的位置定位。本文公开的实施例可导致对流分离的更好控制(当机翼襟翼或控制表面106偏转到大角度时可能发生)，以便调节升力。
在图17的实施例中，上环状空间部分98和下环状空间部分102可在燃烧器(或促动器)出口80处离开机翼(或控制表面)96之前在混合器联接器78处混合。在通过燃烧器(或促动器)出口80离开之后，第一流104可流过机翼襟翼96的上表面104A。在备选实施例和/或操作模式中，第一流可流过机翼襟翼(或控制表面)96的下表面108A，而不是流过上表面104A。例如，第一流104和/或第二流108(未示出)可增加靠近机翼96和/或机翼襟翼106的表面的流体动量，从而允许外部空气流110流过机翼96和机翼襟翼106以更靠近相应的表面流动，这继而又可增加升力并减小作用在机翼96上的阻力。
图15-图17的实施例中的每个可在机翼或控制表面96内包括旋转爆震燃烧器和/或促动器2。另外，图15-图17的实施例中的每个可将旋转爆震燃烧器和/或促动器2用作主飞行器推进系统、副飞行器推进系统和/或辅助飞行器推进系统，和/或用作流动控制促动器，和/或用于另一个目的。另外，图15-图17的实施例中的每个可使用旋转爆震燃烧器和/或促动器2来调节作用在机翼或控制表面96上的空气动力升力。另外，如图所示，图15的实施例可包括机翼或控制表面，该机翼或控制表面具有设置在后端6处的圆形后缘部分。另外，图15-图17的实施例中的每个可包括至少一个燃料喷射器26(未示出)，其设置在上环状空间部分98和下环状空间部分102中的每个中，其中燃料喷射器用于调节进入上环状空间部分98和下环状空间部分102中的每一个的燃料流，从而导致从上环状空间部分98和下环状空间部分102中的每个离开的燃烧气体的相应速度的变化。
图18示出了扩散器61的侧视图，扩散器61包括旋转爆震燃烧器2，其用作分离控制的流动控制促动器。旋转爆震燃烧器2包括环状空间13，该环状空间13围绕燃烧器中心本体72设置并且设置在内壁10与外壁8之间。爆震波40在环状空间13周围行进。燃烧气体通过至少一个径向出口42从旋转的爆震燃烧器2到达流动表面52。燃烧气体增强了越过流动表面52的流体92的流，从而使分离最小化。换句话说，离开径向出口48的第一流可用于调节流过流动表面52的第二流(即，流92)，其中第二流(即，流92)的调节可包括减小流92与流动表面52的流体动力分离。流92可包括燃料、空气、燃料-空气混合物和/或燃烧气体。
图19示出了扩散器61的侧视图，扩散器61包括旋转爆震燃烧器(或促动器)2，其用作分离控制的流动控制促动器，与图18相似。在图19的实施例中，类似于图9中所示的旋转爆震促动器2，旋转爆震燃烧器(或促动器)2包括将轴向出口124流体地联接到流动表面52的流管124。
图20示出了至少包括旋转爆震燃烧器2的发动机60的从后向前看的截面视图。图20的旋转爆震燃烧器(或促动器)2可包括径向地围绕发动机中心线56的环形发动机壳55，其包括内环形壁10和外环形壁8，它们共同限定环状空间13。图20的实施例可包括围绕环状空间13周向地间隔开、从内壁10和/或外壁8突出的多个燃料喷射器27，以及旋转爆震波40(即，在操作时)。在其他实施例中，一个或多个燃料喷射器27可不从内壁10和/或外壁8突出，而是可与内壁10和/或外壁8齐平。在操作中，通过在不同的周向(或时钟)位置处经由不同的燃料喷射器27选择性地将燃料喷射到环状空间13中，和/或通过调节流过每个燃料喷射器27的燃料的量，可在燃烧器出口80处产生矢量推力。当燃料以非对称方式分散时，所产生的爆震波40也将非对称地离开发动机60，从而在环形排气口的一个或多个圆周部分中比在其他部分中产生更大的推力，导致净推力矢量沿不同于轴向方向的方向定向(即，在页面外)。推力矢量化还可通过更改由排出气体产生的阻塞来实现，其使气流转向，从而产生一个或多个净推力矢量。
图21示出了包括至少一个旋转爆震燃烧器的发动机60的侧视截面视图。在图21中的剖切线B-B处截取了图20中所示的从后向前看的视图。图21的实施例示出了下环状空间部分82和上环状空间部分84，两者均围绕发动机中心线56圆形地设置。环状空间13在发动机壳55内周向地包绕，同时也轴向地向后延伸。环状空间13可流体地连接至一个或多个燃烧器(或促动器)出口80。燃烧器(或促动器)出口80将环形发动机壳55分成内发散节段88和外发散节段86。当内发散节段88和外发散节段86轴向地向后过渡时，它们在径向向外的方向上发散。内发散节段88和外发散节段86可形成发动机壳55的轴向后部并且可彼此共线。外发散节段86可在内发散节段88的径向外侧和轴向后方。在内发散节段88的轴向前方，内会聚节段90可设置在发动机壳55的径向向内部分中。内会聚节段90可随着其轴向向后过渡而径向地向内成角度。在燃烧器(或促动器)出口80处，燃烧气体离开旋转爆震燃烧器(或促动器)2，并且可导致矢量推力，这取决于燃料喷射到环状空间13中的周向位置，如上文论述的那样。
环状空间13可包括轴向部分114，轴向部分114设置在转角部分112的轴向上游和前方，转角部分112本身设置在角形部分116的轴向前方和径向外侧。轴向部分114可大致轴向地延伸，而角形部分116可轴向地向后和径向地向内延伸。转角部分112可在轴向部分114和角形部分116之间限定过渡。当燃烧气体在流体出口80离开环状空间13时，它们至少部分地径向向内(以及轴向向后和周向地)定向。通过选择性地分散来自设置在内壁10和外壁8中的至少一个中的至少一个燃料喷射器27的燃料，发动机60可根据所需的工作条件分散不同于轴向方向的方向定向的净推力矢量。
图1-图21的实施例中的每个可包括：至少一个点火器，至少一个径向和/或切向出口(以及部分地径向地、轴向地和/或切向地(即，周向地)对准的出口)，环形、圆柱形和/或环状歧管，至少一个歧管出口，以及其他上游系统构件(诸如燃料供应源、空气(或氧化剂)供应源、燃料供应管线、空气(或氧化剂)入口、燃料控制阀、燃料喷射器、气流(或氧化剂流)控制机构，以及其他上游系统构件)。另外，图1-图21的结构、表面及其构件的实施例中的每个可包括和/或需要热管理和/或冷却特征以便防止过高的温度和热梯度。
如本文所用，"爆震"和"准爆震"可互换使用。爆震室的典型实施例包括点燃燃料/氧化剂混合物(例如燃料/空气混合物)的装置，以及密闭室，在密闭室中，由点火过程引发的压力波前聚结以产生爆震波。每次爆震或准爆震是通过外部点火(例如火花放电或激光脉冲)或通过气体动力学过程(例如冲击聚焦、自动点火)或通过经由交叉点火的另一爆震来引发的。爆震室的几何形状使得爆震波的压力上升将燃烧产物排出爆震室排气以产生推力，以及用于其他目的，诸如流动控制促动。另外，旋转爆震燃烧器设计成使得产生大致连续的爆震波并从其排出。爆震可在多种类型的爆震室中完成，包括爆震管、激波管、共振爆震腔和环形爆震室。
本文公开的每个实施例包括在氧化剂的存在下燃烧的燃料。在燃烧过程期间或之前，燃料与氧化剂混合。本文公开的实施例包括空气作为一种可能的氧化剂。然而，其他氧化剂(诸如直接的氧(即，纯氧))也是可能的。在各种条件下，与空气相比，氧可能是优选的氧化剂。在其他条件下，空气可为优选的氧化剂。如本文所用的那样，用语"氧"和"纯氧"可包括按质量计至少大约80％的氧的气体。在一些实施例中，氧化剂可为按质量计至少大约90％的氧。在其他实施例中，氧化剂可为按质量计大约93％至大约99.3％的氧。在其他实施例中，氧化剂可大于按质量计大约99.3％的氧。(相比之下，空气是大约21％的氧、大约78％的氮、大约1％的其他气体)。除氧和空气之外的其他氧化剂也是可能的。在使用除空气以外的氧化剂的实施例中，那些实施例将包括对应的系统构件，包括例如氧化剂入口、氧化剂供应管线、氧化剂供应、氧化剂流动控制机构、氧化剂流量调节器和第二氧化剂入口。
本文公开的每个实施例包括点火源，其可为火花点火器的形式和/或经由自动点火(即，经由吸收来自燃烧过程的热量的加热的内壁10和外壁8)以及经由容积式点火。一些实施例可包括多个点火源。例如，在一些实施例中，在一些操作条件期间可使用至少一个火花点火器，并且然后在其他操作条件下点火可转变为自动点火和/或容积式点火。
提出的实施例包括飞行器、发动机、燃烧器和/或其系统，其包括旋转爆震燃烧。本文提出的实施例在千赫兹范围(1000Hz至1000kHz)中操作，该范围比先前的脉冲爆震促动器(PDA)和/或脉冲爆震发动机(PDE)的100Hz操作频率更快。因此，与先前的脉冲爆震促动器(PDA)相比，本文提出的实施例可提供从径向出口48和/或燃烧器出口80排出的更连续和更少脉冲的燃烧气体射流。
提出的实施例提供了高工作频率和重要的控制权限，这在许多实际应用中提供了益处，诸如用于车辆控制的发动机排气推力矢量化或用于飞行器升力提高和阻力减小的边界层分离控制。提出的实施例还可用作超音速和/或高超音速应用中的发动机(例如超音速冲压式发动机中)的点火器。提出的实施例利用了能量密集的燃料，并因此需要显著更少的外部空气。提出的实施例可用作发动机(诸如燃气涡轮发动机)的主燃烧系统。提出的实施例可用作发动机(诸如燃气涡轮发动机)的副燃烧系统、三级燃烧系统和/或辅助燃烧系统，和/或飞行器或其他应用的其他构件。
提出的实施例的示例性应用可包括高速飞行器、机翼上的分离控制、火焰保持器、火焰稳定性、增强器、推进力、飞行稳定性、飞行控制以及其他用途。
尽管本公开内容的各种实施例的特定特征可能在一些图中示出且在其他图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开内容的原理，图的任何特征可关于任何其他图的任何特征组合来参照和/或要求保护。
该书面描述使用了示例来公开本公开内容的实施例，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本公开内容，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本文所述的实施例可申请专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果此类其他实施例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则旨在使此类其他示例处于权利要求书的范围内。

Claims (16)

1.一种推进系统，所述推进系统包括：
至少一个旋转爆震促动器，其包括：
从入口端延伸到出口端的流径；
限定所述流径的径向内边界的内壁；
限定所述流径的径向外边界的外壁；以及
至少一个飞行器机翼，其中所述至少一个旋转爆震促动器设置在所述至少一个飞行器机翼中，并且
所述至少一个旋转爆震促动器还包括：
设置在所述至少一个飞行器机翼中的上流径部分；以及
在所述上流径部分的下方设置在所述至少一个飞行器机翼中的下流径部分，
其中所述上流径部分和所述下流径部分共同限定所述流径；以及
至少一个燃料喷射器，所述至少一个燃料喷射器设置在所述上流径部分和所述下流径部分中的每个中，
其中所述至少一个燃料喷射器调节进入所述上流径部分和所述下流径部分中的每个的燃料流，导致从所述上流径部分和所述下流径部分中的每个离开的燃烧气体的相应速度的改变，并且
其中至少一个旋转爆震波从所述入口端到所述出口端行进通过所述流径。
2.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，所述至少一个旋转爆震促动器调节作用在所述至少一个飞行器机翼上的空气动力升力。
3.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，所述至少一个旋转爆震促动器还包括多个旋转爆震促动器，其中所述多个旋转爆震促动器设置在所述至少一个飞行器机翼中。
4.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，第一流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述上流径部分，并且
其中第二流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述下流径部分。
5.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，所述推进系统还包括设置在所述至少一个飞行器机翼的下游端处的至少一个机翼控制表面。
6.根据权利要求5所述的推进系统，其特征在于，第一流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述上流径部分，所述第一流流过所述至少一个机翼控制表面的上表面，并且
其中第二流在所述至少一个飞行器机翼的下游端处离开所述下流径部分，所述第二流流过所述至少一个机翼控制表面的下表面。
7.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，所述推进系统还包括混合器联接件，所述混合器联接件设置在所述上流径部分和所述下流径部分的每个的下游部分处。
8.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，所述至少一个飞行器机翼还包括至少一个圆形后缘。
9.一种推进系统，所述推进系统包括：
至少一个旋转爆震促动器，其包括：
从入口端延伸到出口端的环状空间；
限定所述环状空间的径向内边界的内壁；
限定所述环状空间的径向外边界的外壁；以及
环形发动机壳，所述环形发动机壳包括发动机排气区段，
其中所述至少一个旋转爆震促动器设置在所述环形发动机壳的发动机排气区段中，
其中至少一个旋转爆震波从所述入口端到所述出口端行进通过所述环状空间，
其中所述至少一个旋转爆震促动器还包括多个旋转爆震促动器，所述多个旋转爆震促动器围绕环形发动机壳布置，每个旋转爆震促动器跨越所述环形发动机壳的弧段，
其中所述多个旋转爆震促动器中的每个旋转爆震促动器还包括内环带和外环带，其中所述内环带和所述外环带中的每个包括沿径向向内的方向定向的凹入轮廓。
10.根据权利要求9所述的推进系统，其特征在于，所述多个旋转爆震促动器还包括四个旋转爆震促动器，所述四个旋转爆震促动器中的每个旋转爆震促动器跨越所述环形发动机壳的从大约80度到大约95度的弧段。
11.根据权利要求9所述的推进系统，其特征在于，所述推进系统还包括混合器联接件，所述混合器联接件设置在所述内环带和所述外环带中的每个的轴向后部处，
其中所述内环带和所述外环带在所述混合器联接件处相交。
12.根据权利要求9所述的推进系统，其特征在于，所述至少一个旋转爆震促动器还包括多个旋转爆震促动器，
其中所述多个旋转爆震促动器中的第一旋转爆震促动器与所述多个旋转爆震促动器中的第二旋转爆震促动器选择性地在不同的操作条件下操作，以矢量化所述出口端下游的推力。
13.根据权利要求11所述的推进系统，其特征在于，所述环状空间还包括：
沿轴向向后的方向延伸的上游部分；
设置在所述上游部分的后部处的过渡点；以及
轴向地向后和径向地向内延伸的下游部分，所述下游部分设置在所述过渡点的轴向后方。
14.根据权利要求9所述的推进系统，其特征在于，所述至少一个旋转爆震促动器还包括围绕所述环形发动机壳周向地设置的从大约2个至大约100个大致圆形的旋转爆震促动器。
15.一种推力矢量化系统，所述推力矢量化系统包括：
至少一个旋转爆震促动器，其包括：
从入口端延伸到出口端的环状空间；
限定所述环状空间的径向内边界的内壁；
限定所述环状空间的径向外边界的外壁；
设置在所述出口端下游的至少一个流动表面；以及
多个燃料喷射器，其设置在所述内壁和所述外壁中的至少一个中，所述多个燃料喷射器围绕环状空间周向地间隔开，
其中所述多个燃料喷射器中的每个燃料喷射器选择性地促动以在所述出口端下游引起净推力矢量。
16.根据权利要求15所述的推力矢量化系统，其特征在于，所述推力矢量化系统还包括设置在所述至少一个旋转爆震促动器的出口端处的促动器出口，所述促动器出口定向成使得轴向地向后和径向地向内引导燃烧气体，
其中所述多个燃料喷射器中的每个燃料喷射器突出到所述环状空间中。
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