CN113464311B - 爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法，爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机包括：筒体内部与中心体外壁形成包括掺混室、燃烧室和尾喷管的空腔；中心体内包括设置于靠近燃烧室处的压力传感器、位置与燃烧室相对应的燃气室和自动控制器，压力传感器与自动控制器电连接；第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道用于连通燃气室和空腔的不同位置。第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道上均设有与自动控制器电连接的阀门。通过将压力传感器、自动控制器、燃气室、管道和阀门构成一个调控系统，实现连续监控和调控旋转爆震波的传播模态。

Description

爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法

技术领域

本发明涉及空天发动机推进技术领域，更具体地，涉及一种爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法。

背景技术

高超声速推进技术是21世纪航空航天关注的重要技术之一。目前，对传统航空发动机的性能开发已逐渐达到极限，无法继续满足更高超声速的推力需求。现有航空发动机基于定压燃烧，这种燃烧组织形式，是发动机性能难以继续提升的原因之一。因此，研究人员希望利用近似定容燃烧的爆震燃烧来满足更高的推力需求，并提出以下三种技术方案：脉冲爆震发动机、斜爆震发动机和旋转爆震发动机(RDE)。其中，旋转爆震发动机(RDE)是现阶段最有望代替传统航空发动机，实现工程应用的爆震发动机方案。根据应用场景的不同，旋转爆震发动机(RDE)可分为：冲压式和火箭式。冲压式旋转爆震发动机属于冲压发动机和旋转爆震发动机(RDE)结合的新型发动机概念。

冲压式旋转爆震发动机面向工程应用时遇到的困难之一：沿环形燃烧室周向传播的旋转爆震波(RDW)的传播方向(顺时针或逆时针)及数量难以控制和预测。爆震波的传播方向及爆震波数量可用来表征爆震波的传播状态，被称为传播模态。实验结果显示，即使对于给定的初始实验状态，旋转爆震波(RDW)也有可能表现出不同的传播模态，甚至可能在不同传播模态之间转化。考虑真实飞行工况，来流气体状态会随时间不断变化，更强化了传播模态的复杂性、不稳定性和不可预测性。

现有技术中，申请公布号CN113028453A的发明专利公开了一种可调节燃烧室宽度的旋转爆震燃烧室，通过调整燃烧室宽度的方法，以实现对旋转爆震波(RDW)的调控。具体的方法是在环形燃烧室内壁设置了一层厚度可以变化的气膜，通过调整气膜厚度，从而改变燃烧室宽度。申请公布号CN111664022B的发明专利公开一种燃气引射的旋转爆震冲压发动机燃烧室，通过在燃烧室的隔离段设置火箭引射装置。增加的燃气引射装置，解决低飞行马赫数下旋转爆震发动机(RDE)性能不足的问题。申请公布号CN109139295B的发明专利公开了超燃冲压发动机爆震稳定控制系统及其控制方法，在壁面设置大量抽吸孔，吸收爆震波的能量，从而实现对爆震波面位置的控制。但现有技术中都没有涉及对旋转爆震波传播模态的监控和调控的技术方案。

因此，提出一种爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，包括：

筒体，沿第一方向上延伸，内设中心体，所述筒体内部与所述中心体外壁形成空腔，所述空腔沿所述第一方向上依次包括进气道、掺混室、燃烧室和尾喷管；

所述中心体内包括自动控制器、压力传感器和燃气室，所述燃气室位于所述中心体与所述燃烧室相对应的位置；所述压力传感器设置于所述中心体靠近所述燃烧室处，所述压力传感器与所述自动控制器电连接；

所述中心体还包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道，所述第一管道一端连通所述燃气室，另一端连接所述掺混室；所述第二管道一端连通所述第一管道，另一端连通所述燃烧室；所述第三管道一端连通所述燃气室，另一端在所述第二管道远离所述进气道一侧连通所述燃烧室；所述第四管道一端连通所述燃气室，另一端连通所述尾喷管；所述第五管道一端连通所述燃气室，另一端连通所述中心体远离所述进气道一侧的端面；所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道均设有阀门，所述阀门与所述自动控制器电连接。

优选地，所述第二管道包括第二管道甲、第二管道乙和第二管道丙，所述第二管道甲、所述第二管道乙和所述第二管道丙沿所述第一方向上顺次排布。

优选地，多个所述第一管道绕所述中心体的中心线阵列分布；多个所述第二管道绕所述中心体的中心线阵列分布；多个所述第三管道绕所述中心体的中心线阵列分布；多个所述第四管道绕所述中心体的中心线阵列分布。

优选地，所述中心体与所述进气道对应的位置为锥面，所述中心体在所述第一管道与所述锥面之间设有多个喷油孔，多个所述喷油孔绕所述中心体的中心线阵列分布。

优选地，还包括预爆管，设置于所述筒体远离所述中心体的径向外侧，所述预爆管与所述筒体的连通处与所述燃烧室对应。

优选地，还包括外壳和支架；

所述外壳，为两端开口的套体，套于所述筒体外，所述中心体的中心线、所述筒体的中心线与所述外壳的中心线重合；

支架，包括多个第一支杆，多个所述第一支杆一端连接所述筒体，另一端连接所述外壳；还包括第二支杆、第三支杆和第四支杆，所述第二支杆设置于所述进气道远离所述尾喷管一侧，两端均与所述外壳连接，所述第三支杆一端连接所述第二支杆，另一端连接所述锥面；所述第四支杆设置于所述尾喷管远离所述进气道一侧，一端与所述外壳连接，另一端连接所述中心体远离所述进气道一侧的端面。

优选地，多个所述第三支杆绕所述中心体的中心线阵列分布，多个所述第四支杆绕所述中心体的中心线阵列分布。

优选地，所述中心体与所述掺混室对应的位置的直径为A，所述中心体与所述燃烧室对应位置的直径为B，A≥B；

所述中心体与所述尾喷管对应位置的直径沿所述第一方向上不断减小。

本发明还提供了一种爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的应用方法，包括：

初次点火时，开启所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道的所述阀门，用于将燃烧气体产物储存至所述燃气室；

所述压力传感器感应旋转爆震波的压力并转化为电信号传输至所述自动控制器；

所述自动控制器接收所述电信号，计算出所述旋转爆震波的传播模态，所述旋转爆震波的传播模态包括湮灭状态、不稳定传播状态、稳定单波传播状态、稳定多波状态和阻塞火焰状态；

所述自动控制器根据所述旋转爆震波的模态控制所述阀门的开启和关闭，用于调节所述旋转爆震波的传播模态趋于所述稳定单波传播状态。

优选地，当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为湮灭状态时，开启所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道的所述阀门，关闭所述第四管道和所述第五管道的所述阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为不稳定传播状态时，开启所述第一管道和所述第四管道的所述阀门，关闭所述第二管道、所述第三管道和所述第五管道的所述阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为稳定单波传播状态时，开启所述第四管道和所述第五管道的所述阀门，关闭所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道的所述阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为稳定多波状态时，开启所述第三管道和所述第五管道的所述阀门，关闭所述第一管道、所述第二管道和所述第四管道的阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为阻塞火焰状态时，开启所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道的所述阀门，关闭所述第一管道和所述第二管道的所述阀门。

与现有技术相比，本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法，至少实现了如下的有益效果：

1、本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法中的压力传感器、自动控制器、燃气室、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道和阀门构成一个调控系统，能够利用燃烧产生的高温高压气体连续监控和调控旋转爆震波的传播模态，即利用燃烧产物连续调控旋转爆震波的传播模态，能够有效解决湮灭状态和阻塞火焰状态出现的问题。当旋转爆震波趋于熄灭时，使用燃烧产物的热射流辅助点火旋转爆震波，降低二次点火所需要的响应时间，进一步提升旋转爆震发动机的可靠性；当燃烧室出现阻塞火焰状态时，燃气室与外界相连，巧妙的解决了问题。

2、本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法中压力传感器与自动控制器电连接，压力传感器实时向自动控制器传输电信号，自动控制器根据所述电信号计算旋转爆震波的传播模态，控制阀门的开启和关闭，现实连续调控旋转爆震波的传播模态，实时调控效果好。

3、本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法中第五管道一端连通燃气室，另一端连通中心体远离进气道一侧的端面，将溢出的高温气体沿飞行方向排出，一定程度上减少了损耗。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明提供的旋转爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的一种结构示意图；

图2是图1中沿A-A向的剖面图；

图3是图1中筒体与中心体沿B-B向的剖面图；

图4是本发明提供的旋转爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机应用方法的流程图；

1-筒体，2-中心体，3-进气道，4-掺混室，5-燃烧室，6-尾喷管，7-自动控制器，8-压力传感器，9-燃气室，10-第一管道，11-第二管道，12-第三管道，13-第四管道，14-第五管道，15-阀门，16-第二管道甲，17-第二管道乙，18-第二管道丙，19-锥面，20-喷油孔，21-预爆管，22-外壳，23-支架，24-第一支杆，25-第二支杆，26-第三支杆，27-第四支杆，X-第一方向。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

以下结合图1、图2和图3所示，图1是本发明提供的旋转爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的一种结构示意图；图2是图1中A-A向的剖面图；图3是图1中筒体与中心体沿B-B向的剖面图，说明本发明提供旋转爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的一种具体的实施例，包括：

筒体1，沿第一方向X上延伸，内设中心体2，筒体1内部与中心体2外壁形成空腔，空腔沿第一方向X上依次包括进气道3、掺混室4、燃烧室5和尾喷管6；

中心体2内包括自动控制器7、压力传感器8和燃气室9，燃气室9位于中心体2与燃烧室5相对应的位置；压力传感器8设置于中心体2靠近燃烧室5处，压力传感器8与自动控制器7电连接，压力传感器8实时向自动控制器7传输电信号；

具体地，燃气室9用于储存燃烧产生的高温高压气体，压力传感器8设置于燃烧室5内壁前缘，这个位置感知旋转爆震波的传播模态最准确；

中心体2还包括第一管道10、第二管道11、第三管道12、第四管道13和第五管道14，第一管道10一端连通燃气室9，另一端连接掺混室4；第二管道11一端连通第一管道10，另一端连通燃烧室5；第三管道12一端连通燃气室9，另一端在第二管道11远离进气道3一侧连通燃烧室5；第四管道13一端连通燃气室9，另一端连通尾喷管6；第五管道14一端连通燃气室9，另一端连通中心体2远离进气道3一侧的端面；第一管道10、第二管道11、第三管道12、第四管道13和第五管道14均设有阀门15，阀门15与自动控制器7电连接，自动控制器7根据所述电信号计算旋转爆震波的传播模态，控制阀门15的开启和关闭，现实连续调控旋转爆震波的传播模态，实时调控效果好。

具体地，第一阀门15设置于掺混室4与第二管道11之间，第二管道11连通燃烧室5前端的位置，即燃烧室5靠近掺混室4的位置；第三管道12连通燃烧室5后端的位置，即燃烧室5靠近尾喷管6的位置；第五管道14沿第一方向X上延伸，将溢出的高温气体沿飞行方向排出，一定程度上减少了损耗。

压力传感器8、自动控制器7、燃气室9、第一管道10、第二管道11、第三管道12、第四管道13、第五管道14和阀门15构成一个调控系统，能够利用燃烧产生的高温高压气体连续监控和调控旋转爆震波的传播模态，即利用燃烧产物连续调控旋转爆震波的传播模态，能够有效解决湮灭状态和阻塞火焰状态出现的问题。当旋转爆震波趋于熄灭时，使用燃烧产物的热射流辅助点火旋转爆震波，降低二次点火所需要的响应时间，进一步提升旋转爆震发动机的可靠性；当燃烧室5出现阻塞火焰状态时，燃气室9与外界相连，巧妙的解决了问题。

中心体2与进气道3对应的位置为锥面19，中心体2在第一管道10与锥面19之间设有多个喷油孔20，多个喷油孔20绕中心体2的中心线阵列分布，使燃料与空气混合更加均匀。

具体地，还包括预爆管21，设置于筒体1远离中心体2的径向外侧，预爆管21与筒体1的连通处与燃烧室5对应，确保燃烧位置位于燃烧室5内。

本实施例中提供的旋转爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的基本工作流程为：高空低温高速的气体首先进入进气道3，被中心体2与进气道3对应的位置的锥形斜面压缩后，与喷油孔20喷出的燃料在掺混室4均匀混合，掺混好的气体与燃料组成的反应物进入燃烧室5，由预爆管21点火形成旋转爆震波，燃烧产生的高温高压气体经尾喷管6流出形成推力。第一管道10用于对燃料预热裂解，辅助燃烧；第二管道11用于精准调控旋转爆震波的传播模态和缩短二次点火响应时间；第三管道12用于将燃烧产物，即燃烧产生的高温高压气体导入燃气室9，同时辅助调控旋转爆震波；第四管道13用于在不需要第三管道12调控时，补偿燃气室9中的高温气体；第五管道14用于排出燃气室9内的高温气体。

初次点火后，旋转爆震发动机进入工作状态，开启第三管道12、第四管道13和第五管道14的阀门15，保证燃气室9内持续不断地充入燃烧生成的高温气体，同时规避燃气室9内压力过大的问题。压力传感器8感应旋转爆震波对其施加的压力，并转化成电信号传输至自动控制器7；自动控制器7根据电信号计算出旋转爆震波的传播模态，调控第一管道10至第五管道14上的阀门15，实现实时监控和调控旋转爆震波的传播模态。

当自动控制器7计算旋转爆震波的传播模态为湮灭状态时，开启第一管道10、第二管道11和第三管道12的阀门15，关闭第四管道13和第五管道14的阀门15，此时第一管道10和第二管道11辅助旋转爆震发动机的二次点火，通过第三管道12补充燃气室9内的高温气体；

当自动控制器7计算旋转爆震波的传播模态为不稳定传播状态时，开启第一管道10和第四管道13的阀门15，关闭第二管道、第三管道和第五管道14的阀门15，此时第一管道10辅助掺混，稳定燃烧室5入口处的混合气体的状态，通过第四管道13补充燃气室9内的高温气体。

当自动控制器7计算旋转爆震波的传播模态为稳定单波传播状态时，开启第四管道13和第五管道14的阀门15，关闭第一管道10、第二管道11和第三管道12的阀门15，此时旋转爆震波稳定，是最佳状态，不需要对燃烧过程进行调控，开启第四管道13和第五管道14的阀门15是为了保持燃气室9的状态；

当自动控制器7计算旋转爆震波的传播模态为稳定多波状态时，开启第三管道12和第五管道14的阀门15，关闭第一管道10、第二管道11和第四管道13的阀门15，此时需要降低旋转爆震波的不稳定性，开启第三管道12和第五管道14的阀门15，是为了释放燃烧室5的能量，帮助旋转爆震波稳定；

当自动控制器7计算旋转爆震波的传播模态为阻塞火焰状态时，开启第三管道12、第四管道13和第五管道14的阀门15，关闭第一管道10和第二管道11的阀门15，只开启第三管道12和第五管道14的阀门15已经不足以稳定旋转爆震波，开启第四管道13的阀门15不会影响燃烧过程，只起到辅助稳定的作用。

在一些实施例中，第二管道11包括第二管道甲16、第二管道乙17和第二管道丙18，第二管道甲16、第二管道乙17和第二管道丙18沿第一方向X上顺次排布。因为第二管道11的设置是为了辅助点火的，所述第二管道11要大致覆盖爆震波沿第一方向X上的长度。如果第二管道11不能满足致覆盖爆震波沿第一方向X上的长度会导致辅助点火能力下降，二次起爆的旋转爆震波波面不稳定。在本实施例中，第二管道11包括第二管道甲16、第二管道乙17和第二管道丙18仅为示意，并不限于此，可根据实际情况设置第二管道11，使第二管道11要大致覆盖爆震波沿第一方向X上的长度均在本发明的保护范围内。

可选地，压力传感器8可以与第二管道11一一对应。

可选地，多个第一管道10绕中心体2的中心线阵列分布；多个第二管道11绕中心体2的中心线阵列分布；多个第三管道12绕中心体2的中心线阵列分布；多个第四管道13绕中心体2的中心线阵列分布。第一管道10、第二管道11、第三管道12和第四管道13设置均匀，效果最佳。

在一些实施例中还包括外壳22和支架23；

外壳22，为两端开口的套体，套于筒体1外，中心体2的中心线、筒体1的中心线与外壳22的中心线重合；

支架23，包括多个第一支杆24，多个第一支杆24一端连接筒体1，另一端连接外壳22；还包括第二支杆25、第三支杆26和第四支杆27，第二支杆25设置于进气道3远离尾喷管6一侧，两端均与外壳22连接，第三支杆26一端连接第二支杆25，另一端连接锥面19；第四支杆27设置于尾喷管6远离进气道3一侧，一端与外壳22连接，另一端连接中心体2远离进气道3一侧的端面。设置支架23和外壳22能够固定住筒体1与中心体2的位置。

可选地，多个第一支杆24绕中心体2的中心线阵列分布，多个第二支杆25绕中心体2的中心线阵列分布，多个第三支杆26绕中心体2的中心线阵列分布，多个第四支杆27绕中心体2的中心线阵列分布。第一支杆24、第二支杆25、第三支杆26和第四支杆27均匀分布，受力均匀，支撑稳定。

具体地，中心体2与掺混室4对应的位置的直径为A，中心体2与燃烧室5对应位置的直径为B，A≥B；

中心体2与尾喷管6对应位置的直径沿第一方向X上不断减小。这种形状设计，减小气体受到的阻力，产生推力的效果更好。

以下结合图4说明本发明提供的旋转爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的应用方法，包括：

步骤201：初次点火时，开启第三管道、第四管道和第五管道的阀门，用于将燃烧气体产物储存至燃气室；

步骤202：压力传感器感应旋转爆震波的压力并转化为电信号传输至自动控制器；

步骤203：自动控制器接收电信号，计算出旋转爆震波的传播模态，旋转爆震波的传播模态包括湮灭状态、不稳定传播状态、稳定单波传播状态、稳定多波状态和阻塞火焰状态；

步骤204：自动控制器根据旋转爆震波的模态控制阀门的开启和关闭，用于调节旋转爆震波的传播模态趋于稳定单波传播状态。

在步骤204中，当自动控制器计算旋转爆震波的传播模态为湮灭状态时，开启第一管道、第二管道和第三管道的阀门，关闭第四管道和第五管道的阀门，此时第一管道和第二管道辅助旋转爆震发动机的二次点火，由于燃气室内存储的高温气体，当开启第一管道和第二管道的阀门时，利用热射流的内能辅助预热燃料，从第一管道和第二管道喷射处一股持续流动的高温高压气体，由于高温高压气体的温度和压力高于周围环境，能够提升周围环境的温度和压力，更有助于对燃料的预热、燃料的燃烧和缩短二次点火响应时间。具体地，开启第一管道的阀门使高温高压气体加热掺混室的燃料和空气，被加热后的燃料更容易雾化和裂解，且气体升温后分子运动加快，提高了掺混的质量和效率；开启第二管道的阀门使高温高压气体提升燃烧室的温度和压力，保持燃料和空气掺混后的反应物稳定燃烧。第三管道上阀门的开启是为了补充燃气室内的高温气体；

当自动控制器计算旋转爆震波的传播模态为不稳定传播状态时，开启第一管道和第四管道的阀门，关闭第二管道、第三管道和第五管道的阀门，此时第一管道辅助掺混，稳定燃烧室入口处的混合气体的状态，通过第四管道补充燃气室内的高温气体。

当自动控制器计算旋转爆震波的传播模态为稳定单波传播状态时，开启第四管道和第五管道的阀门，关闭第一管道、第二管道和第三管道的阀门，此时旋转爆震波稳定，是最佳状态，不需要对燃烧过程进行调控，开启第四管道和第五管道的阀门是为了保持燃气室的状态；

当自动控制器计算旋转爆震波的传播模态为稳定多波状态时，开启第三管道和第五管道的阀门，关闭第一管道、第二管道和第四管道的阀门，此时需要降低旋转爆震波的不稳定性，开启第三管道和第五管道的阀门，经由第三管道能够吸收燃烧室内的能量，削弱燃烧过程，经由第五管道释放燃烧室的能量，帮助旋转爆震波稳定；

当自动控制器计算旋转爆震波的传播模态为阻塞火焰状态时，开启第三管道、第四管道和第五管道的阀门，关闭第一管道和第二管道的阀门，只开启第三管道和第五管道的阀门已经不足以稳定旋转爆震波，开启第四管道的阀门不会影响燃烧过程，只起到辅助稳定的作用。

通过上述实施例可知，本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法，至少实现了如下的有益效果：

1、本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法中的压力传感器、自动控制器、燃气室、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道和阀门构成一个调控系统，能够利用燃烧产生的高温高压气体连续监控和调控旋转爆震波的传播模态，即利用燃烧产物连续调控旋转爆震波的传播模态，能够有效解决湮灭状态和阻塞火焰状态出现的问题。当旋转爆震波趋于熄灭时，使用燃烧产物的热射流辅助点火旋转爆震波，降低二次点火所需要的响应时间，进一步提升旋转爆震发动机的可靠性；当燃烧室出现阻塞火焰状态时，燃气室与外界相连，巧妙的解决了问题。

2、本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法中压力传感器与自动控制器电连接，压力传感器实时向自动控制器传输电信号，自动控制器根据所述电信号计算旋转爆震波的传播模态，控制阀门的开启和关闭，现实连续调控旋转爆震波的传播模态，实时调控效果好。

3、本发明提供的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机及应用方法中第五管道一端连通燃气室，另一端连通中心体远离进气道一侧的端面，将溢出的高温气体沿飞行方向排出，一定程度上减少了损耗。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，包括：

筒体，沿第一方向上延伸，内设中心体，所述筒体内部与所述中心体外壁形成空腔，所述空腔沿所述第一方向上依次包括进气道、掺混室、燃烧室和尾喷管；

所述中心体内包括自动控制器、压力传感器和燃气室，所述燃气室位于所述中心体与所述燃烧室相对应的位置；所述压力传感器设置于所述中心体靠近所述燃烧室处，所述压力传感器与所述自动控制器电连接；

所述中心体还包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道，所述第一管道一端连通所述燃气室，另一端连接所述掺混室；所述第二管道一端连通所述第一管道，另一端连通所述燃烧室；所述第三管道一端连通所述燃气室，另一端在所述第二管道远离所述进气道一侧连通所述燃烧室；所述第四管道一端连通所述燃气室，另一端连通所述尾喷管；所述第五管道一端连通所述燃气室，另一端连通所述中心体远离所述进气道一侧的端面；所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道均设有阀门，所述阀门与所述自动控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，所述第二管道包括第二管道甲、第二管道乙和第二管道丙，所述第二管道甲、所述第二管道乙和所述第二管道丙沿所述第一方向上顺次排布。

3.根据权利要求2所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，多个所述第一管道绕所述中心体的中心线阵列分布；多个所述第二管道绕所述中心体的中心线阵列分布；多个所述第三管道绕所述中心体的中心线阵列分布；多个所述第四管道绕所述中心体的中心线阵列分布。

4.根据权利要求1所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，所述中心体与所述进气道对应的位置为锥面，所述中心体在所述第一管道与所述锥面之间设有多个喷油孔，多个所述喷油孔绕所述中心体的中心线阵列分布。

5.根据权利要求1所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，还包括预爆管，设置于所述筒体远离所述中心体的径向外侧，所述预爆管与所述筒体的连通处与所述燃烧室对应。

6.根据权利要求4所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，还包括外壳和支架；

所述外壳，为两端开口的套体，套于所述筒体外，所述中心体的中心线、所述筒体的中心线与所述外壳的中心线重合；

支架，包括多个第一支杆，多个所述第一支杆一端连接所述筒体，另一端连接所述外壳；还包括第二支杆、第三支杆和第四支杆，所述第二支杆设置于所述进气道远离所述尾喷管一侧，两端均与所述外壳连接，所述第三支杆一端连接所述第二支杆，另一端连接所述锥面；所述第四支杆设置于所述尾喷管远离所述进气道一侧，一端与所述外壳连接，另一端连接所述中心体远离所述进气道一侧的端面。

7.根据权利要求6所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，多个所述第三支杆绕所述中心体的中心线阵列分布，多个所述第四支杆绕所述中心体的中心线阵列分布。

8.根据权利要求1所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机，其特征在于，所述中心体与所述掺混室对应的位置的直径为A，所述中心体与所述燃烧室对应位置的直径为B，A≥B；

所述中心体与所述尾喷管对应位置的直径沿所述第一方向上不断减小。

9.一种如权利要求1-8所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的应用方法，包括：

初次点火时，开启所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道的所述阀门，用于将燃烧气体产物储存至所述燃气室；

所述压力传感器感应旋转爆震波的压力并转化为电信号传输至所述自动控制器；

所述自动控制器接收所述电信号，计算出所述旋转爆震波的传播模态，所述旋转爆震波的传播模态包括湮灭状态、不稳定传播状态、稳定单波传播状态、稳定多波状态和阻塞火焰状态；

所述自动控制器根据所述旋转爆震波的模态控制所述阀门的开启和关闭，用于调节所述旋转爆震波的传播模态趋于所述稳定单波传播状态。

10.根据权利要求9所述的爆震波传播模态可调控的旋转爆震发动机的应用方法，其特征在于，

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为湮灭状态时，开启所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道的所述阀门，关闭所述第四管道和所述第五管道的所述阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为不稳定传播状态时，开启所述第一管道和所述第四管道的所述阀门，关闭所述第二管道、所述第三管道和所述第五管道的所述阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为稳定单波传播状态时，开启所述第四管道和所述第五管道的所述阀门，关闭所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道的所述阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为稳定多波状态时，开启所述第三管道和所述第五管道的所述阀门，关闭所述第一管道、所述第二管道和所述第四管道的阀门；

当所述自动控制器计算所述旋转爆震波的传播模态为阻塞火焰状态时，开启所述第三管道、所述第四管道和所述第五管道的所述阀门，关闭所述第一管道和所述第二管道的所述阀门。

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