CN114877377A - 一种外环爆震燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外环爆震燃烧室，包括：燃烧室外壳组件包括同轴且从内向外依次套接的内环体、燃料腔内壳体和燃烧室外壳；燃烧室组件，燃烧室组件包括氧化剂喷注腔、燃烧室环缝形腔、外接燃料管、燃料腔前段和燃料喷注通道，氧化剂喷注腔为内环体和燃料腔内壳体合围构成，燃烧室环缝形腔的进口端和氧化剂喷注腔的出口端相互连通，燃料腔前段为燃料腔内壳体和燃烧室外壳合围构成，外接燃料管设置在燃烧室外壳的外壁并与燃料腔前段连通，燃料喷注通道用于连通燃料腔前段和燃烧室环缝形腔，且燃料喷注通道的流通面积能够通过改变燃烧室外壳的安装位置进行调整。可达到供给压力保持稳定，强化推力转化的效果。

Description

一种外环爆震燃烧室

技术领域

本说明书涉及飞行器燃烧室技术领域，具体涉及一种外环爆震燃烧室。

背景技术

航空航天领域竞争越来越激烈，对于空天领域关键革新技术的研究越来越引起各个国家的重视。近年来，伴随着对高超音速飞行器及单级入轨动力系统的研究的不断深入，新型连续旋转爆震发动机技术得到了快速的发展。研究表明，基于爆震燃烧的推进技术能够极大的减低燃油消耗，大幅度提高动力装置的比冲特性，对拓宽吸气式飞行器工作包线、提升现有武器装备经济性和作战性能具有重要的意义。作为一种可以弯道超车的领先技术，对其全面深入的研究显得更加的迫切。

连续旋转爆震发动机是一种利用爆震燃烧的动力技术，总结其特点及优势在于：(1)只需要一次成功起爆，爆震波即可沿燃烧室圆周方向连续传播；(2)燃烧速率快，放热强度大，燃烧室结构紧凑，可以缩短发动机长度；(3)具有增压特性，可以减少涡轮发动机压气机级数或降低冲压发动机进气道总压损失，有利于简化推进系统设计，提高发动机推重比；(4)可用吸气式模态或火箭式模态工作，工作范围可从亚声速到高马赫数的超声速变化。因此，连续旋转爆震发动机的研究逐渐引起了科技界的广泛关注。其中爆震燃烧室是爆震研究的重点对象，为了能够实现工程化，对其燃烧室高温涂层研究、气膜冷却研究、水冷研究都进行了大量的验证工作。但是不论是气膜冷却还是水冷却，都需要额外的增加冷却介质和管路及其附件，与前沿技术要求的发动机紧凑布置和轻量化设计相违背。新型耐高温材料和涂层技术未广泛应用之前，还需研究在现有广泛应用材料上做自冷却方案。

当前对于连续旋转爆震发动机的研究取得了较多的成果和积累了比较多的经验，但是针对其燃烧的可控性、燃料的掺混、喷注形式、喷孔大小或者数量(涉及流量控制、雾化和混合)、燃烧室环缝空间大小、燃烧室掺混需要的最短长度、各种类型喷注形式对燃烧室掺混形成可燃混合气点燃形成爆燃逐渐转变至爆震的影响、燃烧室再生冷却以及新型适用材料的研究不够透彻的问题日渐暴露，对其工程化道路上的阻障越发突出，攻克以上关键问题对其最终应用落地显得更加的关键。爆震燃烧室最小截面、最短长度和最小体积的研究也已经开始紧锣密鼓的推进，研究缩小内环体是一个简单可行的思路。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种外环爆震燃烧室，以达到供给压力保持稳定，强化推力转化的目的。

本说明书实施例提供以下技术方案：

一种外环爆震燃烧室，其特征在于，包括：

燃烧室外壳组件，燃烧室外壳组件包括同轴且从内向外依次套接的内环体、燃料腔内壳体和燃烧室外壳；

燃烧室组件，燃烧室组件包括氧化剂喷注腔、燃烧室环缝形腔、外接燃料管、燃料腔前段和燃料喷注通道，氧化剂喷注腔为内环体和燃料腔内壳体合围构成的环形空腔，燃烧室环缝形腔的进口端和氧化剂喷注腔的出口端相互连通，燃料腔前段为燃料腔内壳体和燃烧室外壳合围构成的环形空腔，外接燃料管设置在燃烧室外壳的外壁并与燃料腔前段连通，燃料喷注通道用于连通燃料腔前段和燃烧室环缝形腔，且燃料喷注通道的流通面积能够通过改变燃烧室外壳的安装位置进行调整。

进一步地，燃烧室外壳包括燃烧室第一外壳和燃烧室第二外壳，燃烧室第二外壳同轴套设在燃烧室第一外壳的外部，燃烧室环缝形腔为内环体和燃烧室第一外壳合围构成的环形空腔。

进一步地，燃料喷注通道为燃料腔内壳体和燃烧室第一外壳的轴向间隙，燃料喷注通道的进口端和燃料腔前段连接，燃料喷注通道的出口端和燃烧室环缝形腔连接。

进一步地，燃料喷注通道与燃烧室环缝形腔内壁的夹角为θ，θ为30°至90°。

进一步地，燃烧室组件还包括燃料腔后段，燃料腔后段为燃烧室第一外壳和燃烧室第二外壳合围构成的环形空腔，燃料腔前段的出口端和燃料腔后段的进口端相互连通，燃料腔后段与燃烧室环缝形腔10同轴设置。

进一步地，燃烧室组件还包括调整螺钉，调整螺钉设置在燃烧室第一外壳上，燃烧室第一外壳可沿中轴线轴向移动，燃烧室第一外壳可通过调整螺钉和燃料腔内壳体锁紧。

进一步地，燃烧室组件还包括缩口、喷管喉口和喷管喷口，缩口设置在燃烧室环缝形腔的进口端，燃烧室环缝形腔的出口端通过喷管喉口连接至喷管喷口，喷管喷口的出口端和外部连通。

进一步地，外接燃料管与燃料腔前段径向垂直相切。

进一步地，外环爆震燃烧室还包括氧化剂稳压组件，氧化剂稳压组件包括外接氧化剂管、氧化剂稳压腔外壳和氧化剂稳压腔，氧化剂稳压腔外壳固定设置在内环体的进口端，外接氧化剂管设置在氧化剂稳压腔外壳的进口端的中轴线上，氧化剂稳压腔为氧化剂稳压腔外壳和内环体合围组成的空腔。

进一步地，氧化剂稳压腔的出口端设有均流板，均流板上设置多个氧化剂均流孔，氧化剂均流孔的直径为1mm至1.8mm。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

燃烧室带稳压腔，有利于其供给压力保持稳定，性能稳定；燃料腔设计在燃烧室外壳上，其次外接燃料通道做成旋流式助流，在压力的加持下，能够产生旋转式的流通效应，以旋转的姿态进入燃烧室，与氧化剂更好的进行掺混；装配间隙式燃料供给通道代替机加工的燃料喷注孔，通过调整装配间隙，即燃料供给通道缝隙宽度可在≥0.01mm的范围内调整，燃烧室内外环装配形成环缝式拉瓦尔喷管，将喷管和燃烧室内外壳体设计成集成模式，喷气速度提高，强化了推力转化。本发明还能实现自冷却，可以使部分燃料或者氧化剂在进行燃烧之前先留经高温部，给高温部降温后再进行进入燃烧室。燃烧室为燃烧室外壳环缝自冷却结构，环缝燃料腔贯通到爆震燃烧室主燃区，能利用本身携带的燃油，给燃烧室内壁面进行冷却降温，同时燃料能够加热到被加热到更容易雾化和燃烧的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明第一实施例的径向剖面图；

图2是图1A-A部分的轴向剖面图；

图3是图2B-B部分的径向剖面图；

图4是本发明第一实施例的剖视图；

图5是本发明第一实施例的立体图；

图6是本发明第二实施例的径向剖面图；

图7是图6A-A部分的轴向剖面图；

图8是图7B-B部分的径向剖面图；

图9是本发明第二实施例的剖视图；

图10是本发明第二实施例的立体图；

图11是本发明实施例燃料喷注通道部分的放大图。

附图标记说明：1、外接氧化剂管；2、氧化剂稳压腔外壳；3、氧化剂稳压腔；4、均流板；5、调整螺钉；6、外接燃料管；7、燃料腔前段；8、燃料腔内壳体；9、燃料腔后段；10、燃烧室环缝形腔；11、喷管喉口；12、喷管喷口；13、内环体；14、燃烧室第一外壳；15、燃烧室第二外壳；16、燃料喷注通道；17、缩口；18、氧化剂喷注腔；19、氧化剂均流孔。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

现有技术的爆震燃烧室存在一下几点缺点：

1、不带稳压腔，随着喷注过程的进行，压力会有部分的下降，压力不能保持，造成实际混合当量比不准确，稳定性差，产生的推力不稳定；

2、当前燃料接口只是一个连接的作用，燃料单纯靠压力压注，燃料接口只起到连通外接燃料箱和燃料腔的作用，不再具备其他的助流作用；

3、燃料喷孔靠机加工形成，对刀具要求高，损耗高，加工费时费力，成本高；

4、大小不可调节大小，对研究燃料通道的大小对性能的影响不利，不同喷孔类型研究需要反复装配，周期长；

5、不带收缩扩张喷管或者减缩喷管，热能不能充分充分转换为燃气的动能，从而转换为推力，效率低；

6、燃料的采用内环全腔的设计，腔体的尺寸根据保压和流量的需求，需要设计得比较大，空间占用较大。

7、燃烧室区域冷却方式主要为水冷或者气膜冷却，都需要单独的接入氧化剂和燃料以外的其他冷却介质，需要配套的携带单独的供给系统和管路，结构相对复杂，成本比较高，布置空间大；气膜冷却气体直接进入燃烧室与可燃混合气混个，可燃气体混合比例收到影响，对燃烧的影响程度还未研究透彻。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1至图5为本申请的一个实施例。

第一实施例提供一种外环爆震燃烧室替代现有燃烧室方案，该燃烧室带稳压腔，有利于其供给压力保持稳定，性能稳定；燃料腔设计在燃烧室外壳上，其次外接燃料通道做成旋流式助流，在压力的加持下，能够产生旋转式的流通效应，以旋转的姿态进入燃烧室，与氧化剂更好的进行掺混；装配间隙式燃料供给通道代替机加工的燃料喷注孔，通过调整装配间隙，即燃料供给通道缝隙宽度可在≥0.01mm的范围内调整，燃烧室内外环装配形成环缝式拉瓦尔喷管，将喷管和燃烧室内外壳体设计成集成模式，喷气速度提高，强化了推力转化。本发明还能实现自冷却，可以使部分燃料或者氧化剂在进行燃烧之前先留经高温部，给高温部降温后再进行进入燃烧室。燃烧室为燃烧室外壳环缝自冷却结构，环缝燃料腔贯通到爆震燃烧室主燃区，能利用本身携带的燃油，给燃烧室内壁面进行冷却降温，同时燃料能够加热到被加热到更容易雾化和燃烧的温度。

如图1、图2、图4、图5所示，外环爆震燃烧室由燃烧室外壳组件、燃烧室组件和氧化剂稳压组件组成。

燃烧室外壳组件包括从内向外依次套接的内环体13、燃料腔内壳体8、燃烧室外壳，燃烧室外壳包括燃烧室第一外壳14。

燃烧室组件包括氧化剂喷注腔18、燃烧室环缝形腔10、外接燃料管6、燃料腔前段7和燃料喷注通道16，内环体13和燃料腔内壳体8合围构成氧化剂喷注腔18，燃烧室环缝形腔10的进口端和氧化剂喷注腔18的出口端相互连通，燃料腔内壳体8和燃烧室第一外壳14合围构成燃料腔前段7，外接燃料管6设置在所述燃烧室外壳的外壁并与燃料腔前段7连通，燃料喷注通道16用于连通燃料腔前段7和燃烧室环缝形腔10。

氧化剂稳压组件由外接氧化剂管1、氧化剂稳压腔外壳2、氧化剂稳压腔3、均流板4和氧化剂均流孔19组成。氧化剂稳压腔3为氧化剂稳压腔外壳2和内环体13合围组成的空腔，通过增设氧化剂稳压腔3，可以使得从外接氧化剂管1来流的氧化剂压力更加的稳定，解决了随着氧化剂的消耗而导致的来流压力不稳定的问题，同时氧化剂稳压腔3与氧化剂喷注腔18之间设计均流板4，均流板上设置氧化剂均流孔19，可以周向更加均匀的将氧化剂分配到氧化剂喷注腔18，进而均匀的从缩口17喷注，在喷口前段与燃料喷注通道16喷出的燃料进行掺混，形成充分混合的可燃混合物，进入燃烧室环缝形腔10，为爆震创造良好的着火条件；可燃物在燃烧室前段一小段距离掺混传播后，通过安装在燃烧室第一外壳14的点火器点燃，可燃物通过燃烧室第一外壳14与内环体13即燃烧室尾端形成配合的环状喷管，包括喷管喉口11和喷管喷口12，将高温高压的产物加速喷出，形成推力，此喷管集成于设计于燃烧室第一外壳14与内环体13的轮廓当中。由于燃料腔集成到了燃烧室外壳的空间内，相同推力，燃烧室整体尺寸相对较小。

燃料喷注通道16，由燃料腔内壳体8和燃烧室第一外壳14装配形成的周向间隙形成，传统的设计是采用燃料喷孔设计，靠机加工形成，对刀具要求高，损耗高，加工费时费力，成本高。如图11所示，燃料喷注通道16喷射方向与喷出口界面垂直，或者30°～90°之间喷注效果较好，燃料喷注通道16的大小通过调整燃烧室第一外壳14的轴向位置进行调整，调整完毕通过调整螺钉5进行锁紧，而传统的喷注孔孔径是不可调整的，对研究喷注面积以及流量的变化关系有重要的意义，给后续设计变推力爆震发动机提供了新思路。

如图2所示，外接氧化剂管1设置在氧化剂稳压腔外壳2的进口端的中轴线上。

如图3所示，外接燃料管6与燃料腔前段7环缝设计成垂直，并对角相切的结构，燃料通过外接燃料管6接通到燃料腔前段7时，产生旋流效应，向燃料喷注通道16一侧推进，配合压力的挤压，从燃料喷注通道16以圆周离散的状态旋转喷出，与从缩口17加速流出的氧化剂充分的混合。这种设计比不带切向外接燃料管的设计混合效率显著提升，混合气充分混合需要的轴向距离更短，有利于缩短爆震发动机的燃烧室长度，降低重量，提高比冲。常规的燃料通道是单独设计燃料腔结构或者集成在燃烧室内环体呢，全腔的设计，这种设计燃烧室内环体需要占用的空间较大，需要一定尺寸才能保证燃料的压力稳定和流量需求，而设计在燃烧室外壁面中空腔呢，外壁还是保持原本的壁面厚度即可，既能减重，也能缩小燃烧室体积。

如图4所示，均流板4上设置多个氧化剂均流孔19。

爆震燃烧室完成燃烧工作状态后，先停止供给燃油，外接燃油管路的惰性气体气嘴电磁阀通电开始工作，气体吹扫燃烧室环缝形腔10，将多余的燃油扫除干净，对燃烧室壁面进行短暂冷却降温，一个完整的工作循环结束。

第一实施例将燃料腔前段7集成设计到了燃烧室外壳上，并设计成了环缝形，配合角对称切向的外接燃料管6，替代了传统内壳体或者单独的燃料模块的全腔设计。传统全腔设计需要一定的布置空间，空间占用大，只靠压力往下游挤压燃料雾化效果纯靠提高压力控制，本发明采用的环缝燃料腔有旋流和压力的配合，可以在较低的供油压力下达到相同的雾化效果；氧化剂采用氧化剂稳压腔3和均流板4，达到了稳流和均流的目的，设上改善了传统的自流掺混方式；燃料喷注通道16(装配间隙形成)采用装配式的，大小可调，不受材料厚度限制，传统的喷注通道采用喷孔设计，喷孔直径大小也是在φ0.1mm～0.8mm的范围，小于φ0.3mm后，加工相对困难，材料一般用不锈钢，对于壁厚在5mm的材料加上斜度基本上不可刀具加工，其他如激光打孔对壁厚也有要求，一般壁厚需要在1mm左右，不同的喷孔测试方案需要加工多件工件，做批量对比试验成本显著降低；燃烧室集成喷管设计，比单独喷管方式省去了安装和较少零件，质量控制更有保障。

图6至图10为本申请的另一个实施例。

第二实施例提供一种外环爆震燃烧室替代现有燃烧室方案，该燃烧室带稳压腔，有利于其供给压力保持稳定，性能稳定；燃料腔设计在燃烧室外壳上，其次外接燃料通道做成旋流式助流，在压力的加持下，能够产生旋转式的流通效应，以旋转的姿态进入燃烧室，与氧化剂更好的进行掺混；装配间隙式燃料供给通道代替机加工的燃料喷注孔，通过调整装配间隙，即燃料供给通道缝隙宽度可在≥0.01mm的范围内调整，燃烧室内外环装配形成环缝式拉瓦尔喷管，将喷管和燃烧室内外壳体设计成集成模式，喷气速度提高，强化了推力转化。本发明还能实现自冷却，可以使部分燃料或者氧化剂在进行燃烧之前先留经高温部，给高温部降温后再进行进入燃烧室。燃烧室为燃烧室外壳环缝自冷却结构，环缝燃料腔贯通到爆震燃烧室主燃区，能利用本身携带的燃油，给燃烧室内壁面进行冷却降温，同时燃料能够加热到被加热到更容易雾化和燃烧的温度。

如图6、图7、图9、图10所示，外环爆震燃烧室由燃烧室外壳组件、燃烧室组件和氧化剂稳压组件组成。

燃烧室外壳组件包括从内向外依次套接的内环体13、燃料腔内壳体8、燃烧室外壳，燃烧室外壳包括内向外依次套接的燃烧室第一外壳14和燃烧室第二外壳15。

燃烧室组件包括氧化剂喷注腔18、燃烧室环缝形腔10、外接燃料管6、燃料腔前段7、燃料喷注通道16和燃料腔后段9，内环体13和燃料腔内壳体8合围构成氧化剂喷注腔18，燃烧室环缝形腔10的进口端和氧化剂喷注腔18的出口端相互连通，燃料腔内壳体8和燃烧室第一外壳14合围构成燃料腔前段7，外接燃料管6设置在所述燃烧室外壳的外壁并与燃料腔前段7连通，燃料喷注通道16用于连通燃料腔前段7和燃烧室环缝形腔10。

燃料腔后段9为燃烧室第一外壳14和燃烧室第二外壳15合围构成的环形空腔，燃料腔前段7的出口端和燃料腔后段9的进口端相互连通，燃料腔后段与燃烧室环缝形腔10同轴设置。燃料腔后段9能够对燃烧室内壁进行冷却，其原理为：通过燃烧室第二外壳15环缝自冷却结构，环缝燃料腔贯通到爆震燃烧室主燃区，能利用本身携带的燃油，给燃烧室内壁面进行冷却降温，同时燃料能够加热到被加热到更容易雾化和燃烧的温度，随着新进燃料的冲击，不断带走热量，让燃烧室能够长时间稳定的工作。

氧化剂稳压组件由外接氧化剂管1、氧化剂稳压腔外壳2、氧化剂稳压腔3、均流板4和氧化剂均流孔19组成。氧化剂稳压腔3为氧化剂稳压腔外壳2和内环体13合围组成的空腔，通过增设氧化剂稳压腔3，可以使得从外接氧化剂管1来流的氧化剂压力更加的稳定，解决了随着氧化剂的消耗而导致的来流压力不稳定的问题，同时氧化剂稳压腔3与氧化剂喷注腔18之间设计均流板4，均流板上设置氧化剂均流孔19，可以周向更加均匀的将氧化剂分配到氧化剂喷注腔18，进而均匀的从缩口17喷注，在喷口前段与燃料喷注通道16喷出的燃料进行掺混，形成充分混合的可燃混合物，进入燃烧室环缝形腔10，为爆震创造良好的着火条件；可燃物在燃烧室前段一小段距离掺混传播后，通过安装在燃烧室第一外壳14的点火器点燃，可燃物通过燃烧室第一外壳14与内环体13即燃烧室尾端形成配合的环状喷管，包括喷管喉口11和喷管喷口12，将高温高压的产物加速喷出，形成推力，此喷管集成于设计于燃烧室第一外壳14与内环体13的轮廓当中。由于燃料腔集成到了燃烧室外壳的空间内，相同推力，燃烧室整体尺寸相对较小。

燃料喷注通道16，由燃料腔内壳体8和燃烧室第一外壳14装配形成的周向间隙形成，传统的设计是采用燃料喷孔设计，靠机加工形成，对刀具要求高，损耗高，加工费时费力，成本高。如图11所示，燃料喷注通道16喷射方向与喷出口界面垂直，或者30°～90°之间喷注效果较好，燃料喷注通道16的大小通过调整燃烧室第一外壳14的轴向位置进行调整，调整完毕通过调整螺钉5进行锁紧，而传统的喷注孔孔径是不可调整的，对研究喷注面积以及流量的变化关系有重要的意义，给后续设计变推力爆震发动机提供了新思路。

如图7所示，外接氧化剂管1设置在氧化剂稳压腔外壳2的进口端的中轴线上。

如图8所示，外接燃料管6与燃料腔前段7环缝设计成垂直，并对角相切的结构，燃料通过外接燃料管6接通到燃料腔前段7时，产生旋流效应，向燃料喷注通道16一侧推进，配合压力的挤压，从燃料喷注通道16以圆周离散的状态旋转喷出，与从缩口17加速流出的氧化剂充分的混合。这种设计比不带切向外接燃料管的设计混合效率显著提升，混合气充分混合需要的轴向距离更短，有利于缩短爆震发动机的燃烧室长度，降低重量，提高比冲。常规的燃料通道是单独设计燃料腔结构或者集成在燃烧室内环体呢，全腔的设计，这种设计燃烧室内环体需要占用的空间较大，需要一定尺寸才能保证燃料的压力稳定和流量需求，而设计在燃烧室外壁面中空腔呢，外壁还是保持原本的壁面厚度即可，既能减重，也能缩小燃烧室体积。

如图9所示，均流板4上设置多个氧化剂均流孔19，氧化剂均流孔19的孔径大小φ1mm～φ1.8mm。

爆震燃烧室完成燃烧工作状态后，先停止供给燃油，外接燃油管路的惰性气体气嘴电磁阀通电开始工作，气体吹扫燃烧室环缝形腔10，将多余的燃油扫除干净，对燃烧室壁面进行短暂冷却降温，一个完整的工作循环结束。

第二实施例将燃料腔前段7、燃料腔后段9(自冷却燃烧室)集成设计到了燃烧室外壳上，贯穿到燃烧室的主燃区，并设计成了环缝形，配合角对称切向的外接燃料管6，替代了传统内壳体或者单独的燃料模块的全腔设计。传统全腔设计需要一定的布置空间，空间占用大，只靠压力往下游挤压燃料雾化效果纯靠提高压力控制，本发明采用的环缝燃料腔有旋流和压力的配合，可以在较低的供油压力下达到相同的雾化效果；氧化剂采用氧化剂稳压腔3和均流板4，达到了稳流和均流的目的，设上改善了传统的自流掺混方式；燃料喷注通道16(装配间隙形成)采用装配式的，大小可调，不受材料厚度限制，传统的喷注通道采用喷孔设计，喷孔直径大小也是在φ0.1mm～0.8mm的范围，小于φ0.3mm后，加工相对困难，材料一般用不锈钢，对于壁厚在5mm的材料加上斜度基本上不可刀具加工，其他如激光打孔对壁厚也有要求，一般壁厚需要在1mm左右，不同的喷孔测试方案需要加工多件工件，做批量对比试验成本显著降低；燃烧室集成喷管设计，比单独喷管方式省去了安装和较少零件，质量控制更有保障。通过贯穿到爆震主燃区的燃料流动，带走一部分传递到燃烧室内壁的热量，强制冷却，使壁面降温，提高零件使用寿命。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种外环爆震燃烧室，其特征在于，包括：

燃烧室外壳组件，所述燃烧室外壳组件包括同轴且从内向外依次套接的内环体(13)、燃料腔内壳体(8)和燃烧室外壳；

燃烧室组件，所述燃烧室组件包括氧化剂喷注腔(18)、燃烧室环缝形腔(10)、外接燃料管(6)、燃料腔前段(7)和燃料喷注通道(16)，氧化剂喷注腔(18)为内环体(13)和燃料腔内壳体(8)合围构成的环形空腔，燃烧室环缝形腔(10)的进口端和氧化剂喷注腔(18)的出口端相互连通，燃料腔前段(7)为燃料腔内壳体(8)和所述燃烧室外壳合围构成的环形空腔，外接燃料管(6)设置在所述燃烧室外壳的外壁并与燃料腔前段(7)连通，燃料喷注通道(16)用于连通燃料腔前段(7)和燃烧室环缝形腔(10)，且燃料喷注通道(16)的流通面积能够通过改变所述燃烧室外壳的安装位置进行调整。

2.根据权利要求1所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，所述燃烧室外壳包括燃烧室第一外壳(14)和燃烧室第二外壳(15)，燃烧室第二外壳(15)同轴套设在燃烧室第一外壳(14)的外部，燃烧室环缝形腔(10)为内环体(13)和燃烧室第一外壳(14)合围构成的环形空腔。

3.根据权利要求2所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，燃料喷注通道(16)为燃料腔内壳体(8)和燃烧室第一外壳(14)的轴向间隙，燃料喷注通道(16)的进口端和燃料腔前段(7)连接，燃料喷注通道(16)的出口端和燃烧室环缝形腔(10)连接。

4.根据权利要求3所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，燃料喷注通道(16)与燃烧室环缝形腔(10)内壁的夹角为θ，θ为30°至90°。

5.根据权利要求2所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，所述燃烧室组件还包括燃料腔后段(9)，燃料腔后段(9)为燃烧室第一外壳(14)和燃烧室第二外壳(15)合围构成的环形空腔，燃料腔前段(7)的出口端和燃料腔后段(9)的进口端相互连通，燃料腔后段(9)与燃烧室环缝形腔(10)同轴设置。

6.根据权利要求2所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，所述燃烧室组件还包括调整螺钉(5)，调整螺钉(5)设置在燃烧室第一外壳(14)上，燃烧室第一外壳(14)可沿中轴线轴向移动，燃烧室第一外壳(14)可通过调整螺钉(5)和燃料腔内壳体(8)锁紧。

7.根据权利要求1所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，所述燃烧室组件还包括缩口(17)、喷管喉口(11)和喷管喷口(12)，缩口(17)设置在燃烧室环缝形腔(10)的进口端，燃烧室环缝形腔(10)的出口端通过喷管喉口(11)连接至喷管喷口(12)，喷管喷口(12)的出口端和外部连通。

8.根据权利要求1所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，外接燃料管(6)与燃料腔前段(7)径向垂直相切。

9.根据权利要求1所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，所述外环爆震燃烧室还包括氧化剂稳压组件，所述氧化剂稳压组件包括外接氧化剂管(1)、氧化剂稳压腔外壳(2)和氧化剂稳压腔(3)，氧化剂稳压腔外壳(2)固定设置在内环体(13)的进口端，外接氧化剂管(1)设置在氧化剂稳压腔外壳(2)的进口端的中轴线上，氧化剂稳压腔(3)为氧化剂稳压腔外壳(2)和内环体(13)合围组成的空腔。

10.根据权利要求9所述的外环爆震燃烧室，其特征在于，氧化剂稳压腔(3)的出口端设有均流板(4)，均流板(4)上设置多个氧化剂均流孔(19)，氧化剂均流孔(19)的直径为1mm至1.8mm。

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