CN114857622B - 一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置，其包括爆震燃烧室，爆震燃烧室包括燃烧室外筒以及燃烧室内筒，燃烧室内筒与燃烧室外筒之间形成有爆震燃烧环腔，还包括燃油注入装置，燃油注入装置包括燃油壳、燃油内筒以及喉道外筒，喉道外筒与燃油外筒之间形成有与爆震燃烧环腔相连通的环形喉道，燃油壳包括燃油外筒以及连接在燃油外筒上的阻油板，燃油外筒、燃油内筒以及阻油板之间形成有燃油腔，燃油壳上开设有连通燃油腔与爆震燃烧环腔的燃油喷注孔，燃油壳上设置有调节机构，调节机构包括滑动设置在燃油壳上并用于遮蔽燃油喷注孔的挡块。本申请具有减小试验成本的效果。

Description

一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置
技术领域
本申请涉及航空发动机领域，尤其是涉及一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置。
背景技术
旋转爆震发动机作为新型航空发动机，其具有耗油率低、燃烧速率快、放热强度大、仅需一次点火等优点，因此得到快速发展。
旋转爆震发动机在工作时，需通过燃油喷注孔往燃烧室中注入燃油，燃油在燃烧室中发生旋转爆震燃烧以产生推力。
在实现本申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：旋转爆震发动机的燃油喷注孔的孔径不同，其燃油喷注面积也不同，而燃油喷注面积会直接影响旋转爆震发动机的性能以及耗油率。在保障旋转爆震发动机性能的情况下为使燃油达到较高的利用率，旋转爆震发动机在研发试验的过程中，需制造生产多种燃油喷注孔大小不同的试验模型。如此试验的试验成本大，有待改进。
发明内容
为了减小试验成本，本申请提供一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置。
本申请提供的一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置采用如下的技术方案：
一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置，包括爆震燃烧室，所述爆震燃烧室包括燃烧室外筒以及燃烧室内筒，所述燃烧室内筒与燃烧室外筒之间形成有爆震燃烧环腔，还包括燃油注入装置，所述燃油注入装置包括燃油壳、燃油内筒以及喉道外筒，所述喉道外筒与燃油外筒之间形成有与爆震燃烧环腔相连通的环形喉道，所述燃油壳包括燃油外筒以及连接在燃油外筒上的阻油板，所述燃油外筒、燃油内筒以及阻油板之间形成有燃油腔，所述燃油壳上开设有连通燃油腔与爆震燃烧环腔的燃油喷注孔，所述燃油壳上设置有调节机构，所述调节机构包括滑动设置在燃油壳上并用于遮蔽燃油喷注孔的挡块。
通过采用上述技术方案，进行旋转爆震发动机的试验时，通过滑动挡块，以改变燃油喷注孔的开启大小，从而调节燃油的喷注面积。往燃油腔中输入燃油，燃油从燃油腔经燃油喷注孔进入爆震燃烧环腔中并发生旋转爆震燃烧，以产生推力。
相较于研发制造多种燃烧孔孔径大小不同的旋转爆震发动机试验装置，通过本申请的可调装置，极大的减小了试验成本。
可选的，所述燃油喷注孔开设在阻油板上，所述燃油内筒与阻油板之间形成有作动腔；
所述调节机构还包括转动设置在作动腔中的动力盘以及连接在挡块上的联动滑块，所述动力盘上开设有用于供联动滑块滑动设置的调节槽，所述调节槽与动力盘的轴线的间距由调节槽的一端至调节槽的另一端递减或递增；
所述阻油板上开设有导向槽，所述挡块滑动设置在导向槽中并阻断导向槽与作动腔连通。
通过采用上述技术方案，调节燃油喷注孔的开口大小时，转动动力盘，联动滑块于调节槽中滑动，根据动力盘的转动方向，联动滑块与动力盘轴线的间距增大或减小。挡块滑动设置在导向槽中，限制了挡块随动力盘转动，使得联动滑块以及挡块沿动力盘的径向滑动，从而实现燃油喷注孔的开口大小调节。上述结构的结构简单，易于工作人员安装与操作。
在调节槽两端与动力盘的轴线的间距差保持不变的情况下，调节槽两端的距离，越容易实现细微调节，即动力盘转动较大角度，但挡块仅移动较小距离。
可选的，所述导向槽包括开设在燃油腔腔壁上的密封槽以及开设在密封槽远离燃油腔的孔壁上的导滑槽，所述密封槽的槽宽小于导滑槽，所述导滑槽用于供挡块滑动设置。
通过采用上述技术方案，密封槽一方面起到了限位导向的作用，提高了挡块滑动的稳定性，另一方面提高了密封性，限制了燃油通过挡块与导滑槽槽壁之间的间隙进入燃油喷注孔。
可选的，所述燃油喷注孔开设在燃油外筒上并连通环形喉道与燃油腔。
通过采用上述技术方案，通过将燃油喷注孔开设在燃油外筒上，以使燃油喷注孔连通环形喉道与燃油腔，使得燃油腔中的燃油会通过燃油喷注孔先进入环形喉道，再进入爆震燃烧环腔。相较于燃油喷注孔直接连通燃油腔与爆震燃烧环腔，如此设置的燃油喷注孔使得本申请可调装置能够检测燃油先注入环形喉道时的发动机性能以及燃油利用率。
可选的，所述燃油内筒与阻油板之间形成有作动腔；
所述调节机构还包括转动设置在作动腔中的密封环以及连接密封环与挡块的连杆，所述燃油内筒上开设有用于供连杆滑动设置的转动环槽，所述密封环与燃油内筒抵触并遮蔽转动环槽。
通过采用上述技术方案，调节燃油喷注孔的开口大小时，转动密封环，密封环一方面通过连杆带动挡块转动，另一方面限制了燃油从转动环槽中进入作动腔。通过上述结构调节燃油喷注孔的开口大小，结构简单，调节方便。
可选的，所述燃油喷注孔开设有多个，所述挡块设置有多个。
通过采用上述技术方案，通过动力盘、联动滑块以及调节槽，使得转动动力盘即可使得各挡块同时滑动，并同时调节各燃油喷注孔的开口大小。
通过密封环以及连杆，使得转动密封环即可使各挡块同时转动，并同时调节各燃油喷注孔的开口大小。
综上，通过调节机构能够同时调节多个燃油喷注孔的开口大小，调节方式简便。
可选的，所述挡块背向燃油腔的一侧设置有密封件。
通过采用上述技术方案，密封件进一步提高了挡块的密封效果，使得燃油不易通过挡块与燃油腔腔壁之间的间隙并进入燃油喷注孔，提高了通过挡块调节燃油喷注孔开口大小时的精确度。
可选的，还包括空气引流装置，所述空气引流装置包括外接筒、内接筒以及连接外接筒与内接筒的支撑板，所述燃油外筒、内接筒、燃油内筒以及阻油板之间形成有燃油腔，所述支撑板上设置有供油管，所述供油管贯穿支撑板，所述供油管的内腔与燃油腔相连通。
通过采用上述技术方案，如此设置的燃油管，提高了空间利用率，在保障燃油腔正常供油的情况下，还能够不影响进气。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过本申请可调装置，使得燃油喷注孔的开启大小可调，从而使得燃油的喷注面积可调；相较于研发制造多种燃油喷注孔孔径大小不同的旋转爆震发动机试验装置，通过本申请的可调装置，极大的减小了试验成本；
2.通过调节机构，能够对多个燃油喷注孔的开口大小同时进行调节，调节方式简便。
附图说明
图1是本申请实施例1的结构示意图。
图2是本申请实施例1的剖面示意图。
图3是本申请实施例1中凸显调节槽的结构示意图。
图4是本申请实施例1中凸显导向槽的局部结构示意图。
图5是本申请实施例2的剖面示意图。
图6是本申请实施例2中凸显调节机构的剖面示意图。
附图标记说明：
1、空气引流装置；11、外接筒；12、内接筒；13、扩张段外筒；14、支撑板；15、引流通道；16、电气管；17、供油管；2、燃油注入装置；21、喉道外筒；22、燃油壳；221、燃油外筒；222、阻油板；23、燃油内筒；231、转动环槽；24、环形喉道；25、燃油腔；26、作动腔；27、燃油喷注孔；3、爆震燃烧室；31、燃烧室外筒；32、燃烧室内筒；33、爆震燃烧环腔；4、调节机构；41、调节电机；42、动力杆；43、动力盘；431、调节槽；44、挡块；441、密封件；45、联动滑块；46、密封环；47、连杆；5、导向槽；51、密封槽；52、导滑槽。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置。
实施例1：
参照图1、图2，旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置包括空气引流装置1、燃油注入装置2、爆震燃烧室3以及调节机构4。
参照图1、图2，空气引流装置1包括外接筒11、内接筒12、扩张段外筒13以及多个支撑板14。扩张段外筒13与外接通固定连接，外接筒11套设在内接筒12上，且外接筒11与内接筒12同轴。支撑板14呈间隔设置，且各支撑板14绕内接筒12的轴线周向均布，支撑板14的两端分别与外接筒11与内接筒12固定连接。
参照图1、图2，燃油注入装置2包括喉道外筒21、燃油壳22以及燃油内筒23，燃油壳22包括燃油外筒221以及阻油板222。喉道外筒21与扩张段外筒13固定连接，喉道外筒21以及扩张段外筒13均套设在燃油外筒221上，燃油外筒221与内接筒12固定连接，扩张段外筒13与燃油外筒221之间形成有引流通道15，喉道外筒21与燃油外筒221之间形成有与引流通道15相连通的环形喉道24。空气通过各支撑板14之间的间隙先进入引流通道15中，再由引流通道15进入环形喉道24中。
参照图2，燃油外筒221套设在燃油内筒23上，燃油内筒23的端部伸入内接筒12中并与内接筒12固定连接，燃油外筒221与燃油内筒23同轴。阻油板222固定在燃油外筒221远离内接筒12的一侧，燃油内筒23与阻油板222固定连接。燃油外筒221、内接筒12、燃油内筒23以及阻油板222之间形成有燃油腔25。燃油内筒23与阻油板222之间形成有与内接筒12内腔相连通的作动腔26，调节机构4设置在作动腔26中。
参照图2，其中一个支撑板14上设置有电气管16，电气管16由外接筒11外贯穿支撑板14，电气管16的端部与内接筒12固定连接，且电气管16的内腔与内接筒12的内腔连通，以使电线能够穿过电气管16以及内接筒12并伸入作动腔26中。其余支撑板14上均设置有供油管17，供油管17由外接筒11外贯穿支撑板14并伸入内接筒12内，供油管17的内腔与燃油腔25相连通，通过供油管17以将燃油输入燃油腔25。
参照图2，爆震燃烧室3包括固定在喉道外筒21远离扩张段外筒13一侧的燃烧室外筒31、固定在阻油板222远离燃油外筒221一侧的燃烧室内筒32，喉道外筒21、燃烧室外筒31以及燃烧室内筒32同轴，燃烧室外筒31与燃烧室内筒32之间形成有爆震燃烧环腔33。阻油板222上开设有多个燃油喷注孔27，燃油喷注孔27绕燃烧室内筒32的轴线均布。
参照图2、图3，调节机构4包括调节电机41、动力杆42、动力盘43、与燃油喷注孔27数量一致的挡块44以及联动滑块45。调节电机41固定在燃油内筒23的内筒壁上，调节电机41为能够正转、反转的伺服电机。动力杆42固定在调节电机41的输出轴上，动力盘43固定在动力杆42上，动力盘43以及动力杆42均与燃油内筒23同轴。动力盘43上开设有与燃油喷注孔27数量一致的调节槽431，调节槽431为弧形槽，调节槽431与动力盘43的轴线的间距由调节槽431的一端至调节槽431的另一端递减或递增。
在调节槽431两端与动力盘43的轴线的间距差保持不变的情况下，调节槽431两端的距离越大，越易实现细微调节，即动力盘43转动较大角度，但挡块44仅移动较小距离。实际装置中，调节槽431两端的距离尽可能大。
参照图2、图3，各联动滑块45分别固定在不同的挡块44上，且各联动滑块45分别滑动设置在不同的调节槽431中。挡块44分别用于遮蔽不同的燃油喷注孔27，阻油板222上开设有与燃油喷注孔27数量一致的导向槽5，导向槽5用于供挡块44滑动设置，导向槽5限制挡块44随动力盘43转动。
参照图2、图4，导向槽5包括开设在燃油腔25腔壁上的密封槽51以及开设在密封槽51远离燃油腔25的槽壁上的导滑槽52。密封槽51以及导滑槽52均与燃油喷注孔27相连通，密封槽51的槽宽小于导滑槽52。挡块44的端部由作动腔26伸入至导滑槽52中并滑动设置在导滑槽52中，挡块44阻断导滑槽52与作动腔26联动，限制了燃油从燃油腔25进入作动腔26。挡块44背向燃油腔25端面上嵌设有密封件441，密封件441为O型圈。
说明书附图为便于展示结构，燃油喷注孔27、导向槽5以及挡块44均作放大处理，实际装置中的燃油喷注孔27与阻油板222的尺寸比例远小于说明书附图中燃油喷注孔27与阻油板222的尺寸比例。常规旋转爆震发动机的燃油喷注孔27的孔径约为0.5mm，本申请的燃油喷注孔27近似于细缝，燃油喷注孔27的宽度约为0.01-0.1mm，燃油喷注孔27的长度约为0.1mm-0.9mm。
实施例1的实施原理为：调节燃油喷注孔27开口大小时，通过调节电机41驱动动力杆42转动，动力杆42带动动力盘43转动。导滑槽52限制了挡块44随动力盘43转动，以使挡块44于阻油板222上滑动。通过调节电机41驱动动力杆42正转或反转，以使调节联动滑块45与动力盘43的轴线的间距，联动滑块45带动挡块44移动，从而调节燃油喷注孔27的开口大小。相较于生产多个燃油喷注孔27孔径不同的试验装置，本申请可调装置极大的减小了试验成本。
实施例2：
参照图2、图5，本实施例与实施例1的不同之处在于，燃油喷注孔27开设在燃油外筒221上并连通环形喉道24与燃油腔25。调节机构4包括调节电机41、动力杆42、动力盘43、密封环46、与燃油喷注孔27数量一致的连杆47以及挡块44。调节电机41固定在燃油内筒23的内筒壁上，调节电机41为能够正转、反转的伺服电机。动力杆42通过减速器与调节电机41联动连接，动力盘43固定在动力杆42上，动力盘43以及动力杆42均与燃油内筒23同轴。密封环46套接固定在动力盘43上，燃油内筒23上开设有连通作动腔26与燃油腔25的转动环槽231，转动环槽231用于供连杆47滑动设置。密封环46与燃油内筒23的内壁抵触，且密封环46遮蔽转动环槽231。连杆47固定在密封环46远离动力盘43的一侧，各挡块44分别固定在不同连杆47远离密封环46的一侧。
实施例2的实施原理为：调节燃油喷注孔27的开口大小时，通过调节电机41驱动连杆47正转或反转，连杆47通过动力盘43带动密封环46正转或反转，密封环46通过连杆47带动挡块44正转或反转，从而调节燃油喷注孔27的开口大小。通过上述结构，便于工作人员在燃油由燃油腔25注入环形喉道24的试验环境下，调节燃油喷注孔27的开口大小。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置，包括爆震燃烧室(3)，所述爆震燃烧室(3)包括燃烧室外筒(31)以及燃烧室内筒(32)，所述燃烧室内筒(32)与燃烧室外筒(31)之间形成有爆震燃烧环腔(33)，其特征在于：还包括燃油注入装置(2)，所述燃油注入装置(2)包括燃油壳(22)、燃油内筒(23)以及喉道外筒(21)，所述喉道外筒(21)与燃油外筒(221)之间形成有与爆震燃烧环腔(33)相连通的环形喉道(24)，所述燃油壳(22)包括燃油外筒(221)以及连接在燃油外筒(221)上的阻油板(222)，所述燃油外筒(221)、燃油内筒(23)以及阻油板(222)之间形成有燃油腔(25)，所述燃油壳(22)上开设有连通燃油腔(25)与爆震燃烧环腔(33)的燃油喷注孔(27)，所述燃油壳(22)上设置有调节机构(4)，所述调节机构(4)包括滑动设置在燃油壳(22)上并用于遮蔽燃油喷注孔(27)的挡块(44)；
所述燃油喷注孔(27)开设在阻油板(222)上，所述燃油内筒(23)与阻油板(222)之间形成有作动腔(26)；
所述调节机构(4)还包括转动设置在作动腔(26)中的动力盘(43)以及连接在挡块(44)上的联动滑块(45)，所述动力盘(43)上开设有用于供联动滑块(45)滑动设置的调节槽(431)，所述调节槽(431)与动力盘(43)的轴线的间距由调节槽(431)的一端至调节槽(431)的另一端递减或递增；
所述阻油板(222)上开设有导向槽(5)，所述挡块(44)滑动设置在导向槽(5)中并阻断导向槽(5)与作动腔(26)连通；
所述导向槽(5)包括开设在燃油腔(25)腔壁上的密封槽(51)以及开设在密封槽(51)远离燃油腔(25)的孔壁上的导滑槽(52)，所述密封槽(51)的槽宽小于导滑槽(52)，所述导滑槽(52)用于供挡块(44)滑动设置。
2.根据权利要求1所述的一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置，其特征在于：所述燃油喷注孔(27)开设有多个，所述挡块(44)设置有多个。
3.根据权利要求1所述的一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置，其特征在于：所述挡块(44)背向燃油腔(25)的一侧设置有密封件(441)。
4.根据权利要求1所述的一种旋转爆震燃烧室燃油喷注面积快速可调装置，其特征在于：还包括空气引流装置(1)，所述空气引流装置(1)包括外接筒(11)、内接筒(12)以及连接外接筒(11)与内接筒(12)的支撑板(14)，所述燃油外筒(221)、内接筒(12)、燃油内筒(23)以及阻油板(222)之间形成有燃油腔(25)，所述支撑板(14)上设置有供油管(17)，所述供油管(17)贯穿支撑板(14)，所述供油管(17)的内腔与燃油腔(25)相连通。
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