CN117738815B - 一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机，该发动机的液相燃料通过液相燃料渐扩流道与经过中心气相氧化剂Laval流道的气相氧化剂进行锐角对撞掺混，形成可爆轰混合气进入燃烧室；固相燃料通过固体粉末燃料流道与经过外部气相氧化剂Laval流道的气相氧化剂呈锐角进行同轴剪切掺混，形成可爆轰混合气进入燃烧室；液相可爆轰混合物与固相可爆轰混合物在对撞掺混区进一步锐角对撞加强掺混，后进入爆轰腔。上述发动机能够提高气相氧化剂与液相燃料和固相燃料的掺混均匀性并减少对撞造成的动量、能量损失，实现气‑液、气‑固多模态连续爆轰发动机的运行，大大减轻结构重量，从而提高了推重比与整体性能。

Description

一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发 动机

技术领域

本发明涉及航空航天发动机结构设计技术领域，具体涉及一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机。

背景技术

爆轰是一种激波与化学反应放热紧密耦合的超声速燃烧，相较于传统的等压燃烧，其具有熵增小、释热快、热效率高的优势。连续爆轰发动机是一种采用爆轰燃烧的新型航空航天推进系统，具有更高的自增压能力、结构简单、比冲大，有望大幅提升发动机性能，从而突破目前基于爆燃的发动机的性能“瓶颈”。

由于爆轰燃烧速度为千米每秒量级，通常需要在百微秒时间内实现氧化剂与燃料的均匀掺混，因此特殊设计的喷注掺混结构对连续爆轰发动机的成功起爆与稳定运行有着至关重要的影响。

液相燃料凭借能量密度高、廉价易获得、安全性好、储存运输难度低等优势，现已成为航空航天推进应用中常用的燃料。然而，由于液相燃料用于爆轰燃烧需要经历液滴破碎、雾化、蒸发等过程，且液相燃料化学活性低，可爆轰性差。因此需要特别设计液相燃料的喷注以及与氧化剂的掺混结构。

固相燃料成本低、用途广、发射准备时间短、能量密度高，可以在飞行器有限体积下储存更多的能量，增加飞行距离，现已广泛用于航空航天发动机中。同样，由于固相燃料活性低、密度大、易沉积、难掺混，将其成功用于连续爆轰发动机是一项极大的挑战。

发明内容

本发明提供了一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机，该连续爆轰发动机能够提高气相氧化剂与液相燃料、气相氧化剂与固相燃料的掺混均匀性，实现气-液、气-固多模态连续爆轰发动机的运行，大大减轻结构重量，从而提高了推重比与整体性能。

本发明采用以下具体技术方案：

一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机，该连续爆轰发动机包括燃烧室外壁、燃烧室内壁、端盖、气相氧化剂供给装置、液相燃料供给装置、固相燃料供给装置以及爆轰燃烧室；

所述燃烧室外壁内部同轴安装有所述燃烧室内壁；所述端盖同轴密封连接于所述燃烧室外壁与所述燃烧室内壁的前端；在所述端盖的内表面、所述燃烧室外壁的内周面以及所述燃烧室内壁的外周面之间形成外部气相氧化剂集气腔；在所述端盖与所述燃烧室内壁之间形成中心气相氧化剂集气腔；所述爆轰燃烧室由连通的对撞掺混区和空筒式爆轰腔组成，所述空筒式爆轰腔位于所述燃烧室外壁的后端内部；所述对撞掺混区位于所述空筒式爆轰腔、所述燃烧室外壁以及所述燃烧室内壁之间；

所述气相氧化剂供给装置由贯穿所述端盖中心的中心气相氧化剂入口、贯穿所述燃烧室外壁的外部气相氧化剂入口、所述端盖、所述燃烧室外壁和所述燃烧室内壁构成；气相氧化剂分两路进入集气腔，其中一路通过所述中心气相氧化剂入口进入所述中心气相氧化剂集气腔后再通过中心气相氧化剂Laval流道与液相燃料进行对撞掺混，另一路通过所述外部气相氧化剂入口进入所述外部气相氧化剂集气腔后通过外部气相氧化剂Laval流道与固相粉末燃料进行同轴剪切掺混；所述中心气相氧化剂Laval流道和所述外部气相氧化剂Laval流道用于使气相氧化剂在收缩段逐渐加速直至在喉口处达到声速，并于扩张段加速以超声速喷注进入所述对撞掺混区内；

所述液相燃料供给装置由液相燃料入口流道、液相燃料歧管以及液相燃料渐扩流道组成；加压的液相燃料通过所述液相燃料入口流道流入所述液相燃料歧管，之后通过所述液相燃料渐扩流道与所述中心气相氧化剂Laval流道喷出的气相氧化剂对撞掺混，形成可起爆预混气喷注进入所述对撞掺混区内；所述液相燃料渐扩通道用于防止加压液相燃料长时间喷注冲蚀流道、以及爆轰燃烧周期性热应力和冲击载荷对液相燃料出口的损坏；

所述固相燃料供给装置包括多个周向均布且贯穿所述燃烧室外壁的固相粉末燃料流道；固相粉末燃料经过所述固相粉末燃料流道喷注，与经过所述外部气相氧化剂Laval流道的气相氧化剂进行同轴剪切掺混，形成可爆轰燃气喷注进入所述对撞掺混区内；

所述固相粉末燃料流道倾斜设置，并与沿轴向设置的所述外部气相氧化剂Laval流道相交且成锐角；

所述液相燃料歧管与所述液相燃料渐扩流道沿径向倾斜设置，并与沿轴向设置的所述中心气相氧化剂Laval流道相交且成锐角；

所述固相粉末燃料流道与所述液相燃料渐扩流道一一对应且间隔所述对撞掺混区相对设置。

更进一步地，所述燃烧室外壁为两端开口的圆柱形腔体；所述燃烧室外壁沿周向均匀分布有多个所述外部气相氧化剂入口；

所述燃烧室内壁为前端开口、后端通过锥形体封闭的圆柱形腔体；

所述锥形体位于所述燃烧室外壁内的轴向中部，并且沿从前端朝向后端的方向外径逐渐减小；

所述外部气相氧化剂集气腔为环形腔；

所述端盖固定连接于所述燃烧室内壁与所述燃烧室外壁的前端，用于封闭所述燃烧室内壁与所述燃烧室外壁的前端开口；

所述燃烧室外壁与所述锥形体之间形成环形的所述对撞掺混区。

更进一步地，所述锥形体内设置有成辐射状分布的多个所述液相燃料歧管以及与所述液相燃料歧管同轴的所述液相燃料渐扩流道；所述液相燃料歧管朝向后端倾斜设置；

所述燃烧室内壁在朝向所述端盖的一端中心设置有盲孔；

所述液相燃料歧管连通于所述盲孔和所述液相燃料渐扩流道之间；

所述液相燃料渐扩流道为沿所述锥形体的径向向外孔径逐渐增大的锥形孔，并且出口位于所述锥形体的外周面。

更进一步地，所述液相燃料入口流道由固定连接于所述燃烧室内壁的液相燃料喷管、以及连通于所述液相燃料喷管与所述液相燃料歧管之间的所述盲孔构成；

所述液相燃料喷管与所述燃烧室内壁同轴设置且穿过所述中心气相氧化剂入口；

在所述中心气相氧化剂集气腔与每个所述液相燃料渐扩流道之间均设置有一个沿轴向延伸的所述中心气相氧化剂Laval流道，使气相氧化剂与液相燃料在所述液相燃料渐扩流道末端进行对撞掺混。

更进一步地，在每个所述固相粉末燃料流道内均密封安装有一个固相粉末燃料喷嘴；

在所述固相粉末燃料喷嘴与所述燃烧室外壁之间设置有O型密封圈；

在所述外部气相氧化剂集气腔与每个所述固相粉末燃料流道之间均设置有一个沿轴向延伸的所述外部气相氧化剂Laval流道；

所述外部气相氧化剂Laval流道位于所述燃烧室外壁与所述燃烧室内壁之间，使气相氧化剂与固相粉末燃料进行同轴剪切掺混。

更进一步地，所述外部气相氧化剂Laval流道和所述中心气相氧化剂Laval流道均为一段收敛-平直-扩张通道，收敛段的角度为15°，扩张段的角度为15°；

所述液相燃料渐扩流道的渐扩角度为10°。

更进一步地，所述对撞掺混区的横截面形状为三角形。

更进一步地，所述液相燃料喷管的管径为2.4 mm；

所述液相燃料歧管的倾角为60°、管径为1mm。

更进一步地，所述液相燃料歧管和所述固相粉末燃料流道均设置有10个；

所述外部气相氧化剂入口沿周向均布有4个。

更进一步地，所述端盖与所述燃烧室外壁通过周向均布的螺栓和螺母实现固定连接；

所述端盖与所述燃烧室内壁通过多个周向均布的螺钉实现固定连接。

有益效果：

1、本发明的连续爆轰发动机利用多锐角同轴剪切、对撞掺混结构，液相燃料通过液相燃料渐扩流道与经过中心气相氧化剂Laval流道喷出的气相氧化剂呈锐角进行对撞掺混，固相粉末燃料通过固相粉末燃料流道与经过外部气相氧化剂Laval流道喷出的气相氧化剂呈锐角进行同轴剪切掺混，并且液相可爆轰混合物与固相可爆轰混合物对撞掺混区内进一步呈锐角进行对撞掺混；锐角掺混结构在保证掺混均匀性的同时大大减少了由于对撞造成的动量、能量损失，有效提升发动机性能；因此，上述连续爆轰发动机能够提高气相氧化剂与液相燃料和固相燃料的掺混均匀性，并且能够实现气-液、气-固多模态连续爆轰发动机的运行；同时，采用空筒式爆轰腔，省略了尾锥结构，可大大减轻结构重量，进一步提高发动机的推重比与整体性能。

2、本发明的连续爆轰发动机采用爆轰燃烧方式，可实现液相燃料以及固相燃料的连续爆轰，其热效率高、结构简单、重量小、推进性能更佳、适用范围更广；相较于气相燃料，凝聚相燃料成本低、能量密度高。

3、本发明的连续爆轰发动机通过设置液相燃料渐扩通道，可有效防止高压液相燃料长时间喷注对流道的冲蚀及爆轰燃烧周期性热应力和冲击载荷对流道出口处的损坏，这两种因素会导致液相燃料流道直径在长程试验中出现变化，从而诱发流量波动、燃烧不稳定性的出现，而本发明中在液相燃料的下游采用液相燃料渐扩流道可以有效避免上述情况的出现。

附图说明

图1为本发明气液固多相空筒式连续爆轰发动机的剖视图；

图2为图1中A部分的局部放大结构示意图；

图3为图1中B部分的局部放大结构示意图。

其中，1-端盖，2-液相燃料入口流道，3-中心气相氧化剂入口，4-燃烧室内壁，5-外部气相氧化剂入口，6-燃烧室外壁，7-空筒式爆轰腔，8-液相燃料歧管，9-外部气相氧化剂Laval流道，10-固相粉末燃料流道，11-O型密封圈，12-中心气相氧化剂Laval流道，13-液相燃料渐扩流道，a-螺栓，b-螺钉，c-对撞掺混区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机，如图1结构所示，该连续爆轰发动机包括端盖1、燃烧室内壁4、燃烧室外壁6、气相氧化剂供给装置、液相燃料供给装置、固相燃料供给装置以及爆轰燃烧室；

燃烧室外壁6内部同轴安装有燃烧室内壁4；端盖1同轴密封连接于燃烧室外壁6与燃烧室内壁4的前端，燃烧室外壁6的前端与燃烧室内壁4的前端均为同一端，即在图1中固定连接有端盖1的左端，后端则为右端，端盖1、燃烧室外壁6以及燃烧室内壁4均为同轴结构；

在端盖1的内表面、燃烧室外壁6的内周面以及燃烧室内壁4的外周面之间形成外部气相氧化剂集气腔，外部气相氧化剂集气腔为环形腔；在端盖1与燃烧室内壁4之间形成中心气相氧化剂集气腔，中心气相氧化剂集气腔为燃烧室内壁4内的中心腔；

爆轰燃烧室位于燃烧室外壁6内且位于燃烧室外壁6的后端与燃烧室内壁4的后端之间，由连通的对撞掺混区c和空筒式爆轰腔7组成，空筒式爆轰腔7位于燃烧室外壁6的后端内部；对撞掺混区c位于空筒式爆轰腔7、燃烧室外壁6以及燃烧室内壁4之间；燃烧室内壁4的长度小于燃烧室外壁6的长度，燃烧室内壁4的前端面与燃烧室外壁6的前端面平齐，燃烧室内壁4的后端位于燃烧室外壁6的轴向中部内侧；空筒式爆轰腔7的优势主要有两点：第一，空心圆筒结构无需内柱结构，可大幅减轻发动机结构重量；第二，空心圆筒结构内因未设置内柱等内部结构而内部没有其它内壁面，不存在内壁面的粘性、边界层效应等对爆轰质量的影响，从而提高了爆轰稳定性与爆轰传播速度；

气相氧化剂供给装置由贯穿端盖1中心的中心气相氧化剂入口3、贯穿燃烧室外壁6的外部气相氧化剂入口5、端盖1、燃烧室外壁6和燃烧室内壁4构成；多个中心气相氧化剂入口3沿燃烧室内壁4的周向均匀分布；多个外部气相氧化剂入口5沿燃烧室外壁6的周向均匀分布；气相氧化剂分两路进入集气腔，集气腔包括中心气相氧化剂集气腔和位于中心气相氧化剂集气腔外周侧的外部气相氧化剂集气腔，其中一路通过中心气相氧化剂入口3进入中心气相氧化剂集气腔后再通过中心气相氧化剂Laval流道12与液相燃料进行对撞掺混，另一路通过外部气相氧化剂入口5进入外部气相氧化剂集气腔后通过外部气相氧化剂Laval流道9与固相粉末燃料进行同轴剪切掺混；中心气相氧化剂Laval流道12和外部气相氧化剂Laval流道9用于使气相氧化剂在收缩段逐渐加速直至在喉口处达到声速，并于扩张段加速以超声速喷注进入对撞掺混区c内；设置中心气相氧化剂Laval流道12和外部气相氧化剂Laval流道9的作用在于，气流在收缩段逐渐加速，直至在最小截面积的喉口处达到声速，并于扩张段加速以超声速喷注进入燃烧室；Laval流道设计使得气相氧化剂达到壅塞状态，并以超声速流喷注进入燃烧室，隔绝爆轰燃烧带来的压力反传及上游扰动，保证氧化剂稳定进气的同时避免了爆轰燃烧受到上游集气腔扰动的影响，有利于形成高效、稳定的爆轰波；

液相燃料供给装置由液相燃料入口流道2、液相燃料歧管8以及液相燃料渐扩流道13组成；液相燃料可以为煤油；加压的液相燃料通过液相燃料入口流道2流入液相燃料歧管8，之后通过液相燃料渐扩流道13与中心气相氧化剂Laval流道12喷出的气相氧化剂对撞掺混，形成可起爆预混气喷注进入对撞掺混区c内；液相燃料渐扩通道用于防止加压液相燃料长时间喷注冲蚀流道、以及爆轰燃烧周期性热应力和冲击载荷对液相燃料出口的损坏；设置液相燃料渐扩流道13的作用在于防止加压煤油长时间喷注对流道冲蚀、及爆轰燃烧周期性热应力和冲击载荷对煤油流道出口的损坏，这两种原因会导致煤油流道直径在长程试验中出现变化，从而诱发流量波动、燃烧不稳定性的出现，而在下游采用液相燃料渐扩流道13可以有效避免上述情况的出现；

固相燃料供给装置包括多个周向均布且贯穿燃烧室外壁6的固相粉末燃料流道10；固相粉末燃料流道10可以设置有10个；固相粉末燃料经过固相粉末燃料流道10喷注，与经过外部气相氧化剂Laval流道9的气相氧化剂进行同轴剪切掺混，形成可爆轰燃气喷注进入对撞掺混区c内；

固相粉末燃料流道10倾斜设置，并与沿轴向设置的外部气相氧化剂Laval流道9相交且成锐角；外部气相氧化剂Laval流道9沿轴向延伸；固相粉末燃料流道10沿径向倾斜设置，并且沿从燃烧室外壁6的前端朝向后端的方向倾斜；

液相燃料歧管8与液相燃料渐扩流道13沿径向倾斜设置，并与沿轴向设置的中心气相氧化剂Laval流道12相交且成锐角；

固相粉末燃料流道10与液相燃料渐扩流道13一一对应且间隔对撞掺混区c相对设置，固相粉末燃料流道10、液相燃料渐扩流道13、外部气相氧化剂Laval流道9以及中心气相氧化剂Laval流道12均设置有相同数量，且沿径向共面设置。

一种具体的实施方式中，如图1、图2和图3结构所示，燃烧室外壁6为两端开口的圆柱形腔体，燃烧室外壁6的直径可以为160 mm、长度可以为210 mm；燃烧室外壁6沿周向均匀分布有多个外部气相氧化剂入口5；外部气相氧化剂入口5沿周向可以均布有4个；

燃烧室内壁4为前端开口、后端通过锥形体封闭的圆柱形腔体；锥形体位于燃烧室外壁6内的轴向中部，并且沿从前端朝向后端的方向外径逐渐减小，即，锥形体的锥底位于燃烧室内壁4一侧、锥顶朝向燃烧室外壁6后端一侧；燃烧室外壁6与锥形体之间形成环形的对撞掺混区c，对撞掺混区c的横截面形状为三角形，对撞掺混区c为环形腔，并由三角形横截面绕燃烧室内壁4的中心轴线旋转一周得到；

端盖1固定连接于燃烧室内壁4与燃烧室外壁6的前端，用于封闭燃烧室内壁4与燃烧室外壁6的前端开口；端盖1与燃烧室外壁6通过周向均布的螺栓和螺母实现固定连接；燃烧室外壁6的前端设置有法兰盘，端盖1和法兰盘的外周侧均设置有通孔，用于穿设螺栓a，并通过多对螺纹连接的螺栓a和螺母将端盖1固定连接于燃烧室外壁6的法兰外端面；端盖1与燃烧室内壁4通过多个周向均布的螺钉b实现固定连接，燃烧室内壁4设置有螺纹孔，端盖1设置有用于穿设螺钉b的通孔，螺钉b穿过端盖1的通孔后螺纹连接于燃烧室内壁4的螺纹孔内，将端盖1固定连接于燃烧室内壁4的前端面；螺栓和螺钉均沿周向均匀分布有多个。

如图1结构所示，燃烧室内壁4在朝向端盖1的一端中心设置有盲孔，盲孔用于引入加压的液相燃料；锥形体内设置有成辐射状分布的多个液相燃料歧管8以及与液相燃料歧管8同轴的液相燃料渐扩流道13；液相燃料歧管8为直管，液相燃料歧管8从燃烧室内壁4的中心沿径向向外延伸呈辐射状，用于将输入的液相燃料向四周分散；液相燃料歧管8连通于盲孔和液相燃料渐扩流道13之间；液相燃料歧管8沿燃烧室内壁4的径向从中心朝向外侧延伸，并且朝向后端倾斜设置；液相燃料渐扩流道13为沿锥形体的径向向外孔径逐渐增大的锥形孔，并且出口位于锥形体的外周面；液相燃料渐扩流道13的渐扩角度为10°，长度可以为24mm；液相燃料歧管8沿周向设置有10个，对应地，液相燃料渐扩流道13同样设置有10个；液相燃料歧管8的倾角可以为60°、管径可以为1mm；

如图1结构所示，液相燃料入口流道2由固定连接于燃烧室内壁4的液相燃料喷管、以及连通于液相燃料喷管与液相燃料歧管8之间的盲孔构成；液相燃料喷管与燃烧室内壁4同轴设置且穿过中心气相氧化剂入口3；液相燃料喷管的管径可以为2.4 mm，长度可以为100mm；

在中心气相氧化剂集气腔与每个液相燃料渐扩流道13之间均设置有一个沿轴向延伸的中心气相氧化剂Laval流道12，使气相氧化剂与液相燃料在液相燃料渐扩流道13末端进行对撞掺混；中心气相氧化剂Laval流道12与液相燃料渐扩流道13一一对应；中心气相氧化剂Laval流道12为一段收敛-平直-扩张通道，收敛段位于扩张段的前端，平直段位于收敛段和扩张段之间，收敛段的收敛角度可以为15°、长度可以为15mm，扩张段的扩张角度可以为15°、长度可以为11mm，中间平直段的长度可以为2mm、宽度可以为2.6mm。

如图2所示，在每个固相粉末燃料流道10内均密封安装有一个固相粉末燃料喷嘴；在固相粉末燃料喷嘴与燃烧室外壁6之间设置有O型密封圈11；固相粉末燃料流道10的长度可以为30 mm、直径可以为7.5mm，固相粉末燃料喷嘴的内径可以为1.5 mm；O型密封圈11的直径可以为7.5 mm、厚度可以为1.2 mm，O型密封圈11可有效防止粉末泄露造成安全隐患；O型密封圈11过盈配合于固相粉末燃料流道10内；

在外部气相氧化剂集气腔与每个固相粉末燃料流道10之间均设置有一个沿轴向延伸的外部气相氧化剂Laval流道9；外部气相氧化剂Laval流道9位于燃烧室外壁6与燃烧室内壁4之间，使气相氧化剂与固相粉末燃料进行同轴剪切掺混；外部气相氧化剂Laval流道9为一段收敛-平直-扩张通道，收敛段位于扩张段的前端，平直段位于收敛段和扩张段之间，收敛段的收敛角度可以为15°、长度可以为15mm，扩张段的扩张角度可以为15°、长度可以为11mm，中间平直段的长度可以为2mm、宽度可以为2.6mm。

上述连续爆轰发动机利用多锐角同轴剪切、对撞掺混结构，液相燃料通过液相燃料渐扩流道13与经过中心气相氧化剂Laval流道12喷出的气相氧化剂呈锐角进行对撞掺混，固相粉末燃料通过固相粉末燃料流道10与经过外部气相氧化剂Laval流道9喷出的气相氧化剂呈锐角进行同轴剪切掺混，并且液相可爆轰混合物与固相可爆轰混合物对撞掺混区c内进一步进行对撞掺混，后进入爆轰腔，提高爆轰质量；锐角掺混结构在保证掺混均匀性的同时大大减少了由于对撞造成的动量、能量损失，有效提升发动机性能；因此，上述连续爆轰发动机能够提高气相氧化剂与液相燃料和固相燃料的掺混均匀性，并且能够实现气-液、气-固多模态连续爆轰发动机的运行；同时，采用空筒式爆轰腔7，省略了尾锥结构，可大大减轻结构重量，进一步提高发动机的推重比与整体性能。

上述连续爆轰发动机采用爆轰燃烧方式，可实现液相燃料以及固相燃料的连续爆轰，其热效率高、结构简单、重量小、推进性能更佳、适用范围更广；相较于气相燃料，凝聚相燃料成本低、能量密度高。上述连续爆轰发动机通过设置液相燃料渐扩通道，可有效防止高压液相燃料长时间喷注对流道的冲蚀及爆轰燃烧周期性热应力和冲击载荷对流道出口处的损坏，这两种因素会导致液相燃料流道直径在长程试验中出现变化，从而诱发流量波动、燃烧不稳定性的出现，而本发明中在液相燃料的下游采用液相燃料渐扩流道13可以有效避免上述情况的出现。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机，其特征在于，包括燃烧室外壁、燃烧室内壁、端盖、气相氧化剂供给装置、液相燃料供给装置、固相燃料供给装置以及爆轰燃烧室；

所述燃烧室外壁内部同轴安装有所述燃烧室内壁；所述端盖同轴密封连接于所述燃烧室外壁与所述燃烧室内壁的前端；在所述端盖的内表面、所述燃烧室外壁的内周面以及所述燃烧室内壁的外周面之间形成外部气相氧化剂集气腔；在所述端盖与所述燃烧室内壁之间形成中心气相氧化剂集气腔；所述爆轰燃烧室由连通的对撞掺混区和空筒式爆轰腔组成，所述空筒式爆轰腔位于所述燃烧室外壁的后端内部；所述对撞掺混区位于所述空筒式爆轰腔、所述燃烧室外壁以及所述燃烧室内壁之间；

所述气相氧化剂供给装置由贯穿所述端盖中心的中心气相氧化剂入口、贯穿所述燃烧室外壁的外部气相氧化剂入口、所述端盖、所述燃烧室外壁和所述燃烧室内壁构成；气相氧化剂分两路进入集气腔，其中一路通过所述中心气相氧化剂入口进入所述中心气相氧化剂集气腔后再通过中心气相氧化剂Laval流道与液相燃料进行对撞掺混，另一路通过所述外部气相氧化剂入口进入所述外部气相氧化剂集气腔后通过外部气相氧化剂Laval流道与固相粉末燃料进行同轴剪切掺混；所述中心气相氧化剂Laval流道和所述外部气相氧化剂Laval流道用于使气相氧化剂在收缩段逐渐加速直至在喉口处达到声速，并于扩张段加速以超声速喷注进入所述对撞掺混区内；

所述液相燃料供给装置由液相燃料入口流道、液相燃料歧管以及液相燃料渐扩流道组成；加压的液相燃料通过所述液相燃料入口流道流入所述液相燃料歧管，之后通过所述液相燃料渐扩流道与所述中心气相氧化剂Laval流道喷出的气相氧化剂对撞掺混，形成可起爆预混气喷注进入所述对撞掺混区内；所述液相燃料渐扩通道用于防止加压液相燃料长时间喷注冲蚀流道、以及爆轰燃烧周期性热应力和冲击载荷对液相燃料出口的损坏；

所述固相燃料供给装置包括多个周向均布且贯穿所述燃烧室外壁的固相粉末燃料流道；固相粉末燃料经过所述固相粉末燃料流道喷注，与经过所述外部气相氧化剂Laval流道的气相氧化剂进行同轴剪切掺混，形成可爆轰燃气喷注进入所述对撞掺混区内；

所述固相粉末燃料流道倾斜设置，沿从燃烧室外壁的前端朝向后端的方向倾斜，并与沿轴向设置的所述外部气相氧化剂Laval流道相交且成锐角；

所述液相燃料歧管与所述液相燃料渐扩流道沿径向倾斜设置，并与沿轴向设置的所述中心气相氧化剂Laval流道相交且成锐角；

所述固相粉末燃料流道与所述液相燃料渐扩流道一一对应且间隔所述对撞掺混区相对设置；

所述燃烧室外壁沿周向均匀分布有多个所述外部气相氧化剂入口；所述燃烧室内壁为前端开口、后端通过锥形体封闭的圆柱形腔体；

所述锥形体内设置有成辐射状分布的多个所述液相燃料歧管以及与所述液相燃料歧管同轴的所述液相燃料渐扩流道；所述液相燃料歧管朝向后端倾斜设置。

2.如权利要求1所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述燃烧室外壁为两端开口的圆柱形腔体；

所述锥形体位于所述燃烧室外壁内的轴向中部，并且沿从前端朝向后端的方向外径逐渐减小；

所述外部气相氧化剂集气腔为环形腔；

所述端盖固定连接于所述燃烧室内壁与所述燃烧室外壁的前端，用于封闭所述燃烧室内壁与所述燃烧室外壁的前端开口；

所述燃烧室外壁与所述锥形体之间形成环形的所述对撞掺混区。

3.如权利要求2所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述燃烧室内壁在朝向所述端盖的一端中心设置有盲孔；

所述液相燃料歧管连通于所述盲孔和所述液相燃料渐扩流道之间；

所述液相燃料渐扩流道为沿所述锥形体的径向向外孔径逐渐增大的锥形孔，并且出口位于所述锥形体的外周面。

4.如权利要求3所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述液相燃料入口流道由固定连接于所述燃烧室内壁的液相燃料喷管、以及连通于所述液相燃料喷管与所述液相燃料歧管之间的所述盲孔构成；

所述液相燃料喷管与所述燃烧室内壁同轴设置且穿过所述中心气相氧化剂入口；

在所述中心气相氧化剂集气腔与每个所述液相燃料渐扩流道之间均设置有一个沿轴向延伸的所述中心气相氧化剂Laval流道，使气相氧化剂与液相燃料在所述液相燃料渐扩流道末端进行对撞掺混。

5.如权利要求4所述的连续爆轰发动机，其特征在于，在每个所述固相粉末燃料流道内均密封安装有一个固相粉末燃料喷嘴；

在所述固相粉末燃料喷嘴与所述燃烧室外壁之间设置有O型密封圈；

在所述外部气相氧化剂集气腔与每个所述固相粉末燃料流道之间均设置有一个沿轴向延伸的所述外部气相氧化剂Laval流道；

所述外部气相氧化剂Laval流道位于所述燃烧室外壁与所述燃烧室内壁之间，使气相氧化剂与固相粉末燃料进行同轴剪切掺混。

6.如权利要求5所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述外部气相氧化剂Laval流道和所述中心气相氧化剂Laval流道均为一段收敛-平直-扩张通道，收敛段的角度为15°，扩张段的角度为15°；

所述液相燃料渐扩流道的渐扩角度为10°。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述对撞掺混区的横截面形状为三角形。

8.如权利要求1-6中任意一项所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述液相燃料喷管的管径为2.4 mm；

所述液相燃料歧管的倾角为60°、管径为1mm。

9.如权利要求1-6中任意一项所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述液相燃料歧管和所述固相粉末燃料流道均设置有10个；

所述外部气相氧化剂入口沿周向均布有4个。

10.如权利要求1-6中任意一项所述的连续爆轰发动机，其特征在于，所述端盖与所述燃烧室外壁通过周向均布的螺栓和螺母实现固定连接；

所述端盖与所述燃烧室内壁通过多个周向均布的螺钉实现固定连接。