CN117738818B - 一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器 - Google Patents

Abstract

本发明属于喷管领域，具体涉及了一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，旨在解决现有技术一方面在针栓变结构过程中因发动机偏离设计工况导致推力性能下降，另一方面会引起燃烧震荡的问题。本发明包括：中心套筒的一端和中心转接套筒的一端可拆卸固定连接；针栓头和针栓驱动套筒可拆卸固定连接，并套在中心套筒和中心转接套筒构成的连接体的外侧，与连接体密封滑动连接；中心转接套筒和固定连杆的一端可拆卸固定连接，固定连杆的另一端与喷注器外侧套筒主体可拆卸固定连接，针栓驱动套筒和喷注器外侧套筒主体之间通过绝缘圈密封连接。本发明提高非设计条件下变推力发动机燃烧效率，提高发动机工作稳定性，缓解了针栓头烧蚀现象。

Description

一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器

技术领域

本发明属于喷管领域，具体涉及了一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器。

背景技术

现有技术中的针栓式喷注器包括以下几类：

第一类：将活动针栓头放置于喷注器中心位置，通过轴向移动针栓头可改变液体工质的径向喷注面积，从而实现变推力；

第二类：采用套筒作为针栓，中心液体流道通过径向开孔形成径向射流，针栓的运动通过同时改变环缝大小和喷孔面积实现气/液两种工质流量的同时调节；

第三类：通过气液双组元推进剂的变推力调节，且能避免对燃烧室流场影响，并保证喷注液柱的速度和完整性；

但上述三类喷注器均是为了实现发动机变推力而设计的针栓构型，并未考虑发动机的点火助燃问题，更未提及等离子体在喷注器上的应用；

在滑动弧等离子体放电装置方面，现有技术中的滑动弧点火器采用多阴极交替放电的形式。发动机燃烧室内采用旋转滑动弧等离子体放电器进行点火，将旋转滑动弧点火器固定于燃烧室侧壁，利用旋转滑动弧对燃烧室内燃气进行点火和助燃；另外，为使燃油喷嘴中的工质发生旋转，集液腔内部采用了旋流器。可在中心轴电极与环形支板之间产生旋转滑动弧，将滑动弧等离子体放电装置耦合进入航空发动机燃油喷嘴附近，但其设计的正负电极之间缝隙较大，击穿需要较高电压。

滑动弧放电形成的非平衡等离子体包含大量的活性粒子，一些激发态的活性粒子可以直接参与燃料的化学反应，与基态粒子相比，具有更高的反应速率；另一方面这些活性粒子可以通过跳过部分燃烧初始的链起始反应，改变燃烧动力学反应路径，提高燃烧反应速率。当前，等离子体点火助燃装置已经在汽车内燃机、飞机燃气轮机等常规发动机以及超燃冲压发动机、脉冲爆震发动机等新型高速推进装置中得到广泛研究，产生了大量研究成果和技术发明。然而等离子体在火箭发动机中的应用还比较少见。

针栓式喷注器作为变推力液体火箭发动机的主要特征装置，被广泛应用于可重复使用运载器的推力装置研制。美国Space X公司的梅林（Merlin）系列发动机和中国蓝箭航天公司的“天鹊”（T-12）发动机均采用针栓式喷注器。针栓式发动机具有结构简单、推力调节范围大、燃烧稳定、燃烧效率高等优点。

当前面向针栓喷注器的结构改良、防热、雾化等方面产生很多发明装置，但这些装置或技术方案只能保证在设计工况下发动机性能得到改善，或保证通过喷注器活动实现发动机变推力的目标，但是有关针栓变结构过程中导致的发动机偏离设计工况而导致推力性能下降的问题尚未得到有效解决。

尤其是在针栓开口增大过程导致实际燃料流量大于设计流量的情况下，燃料燃烧效率降低，发动机实际推力增量小于理论增量，该问题急需通过外部干预的方式来解决。

目前关于针对针栓式喷注器和旋转滑动弧等离子体放电装置的研究是相互独立的，未见到将两者进行耦合设计或开展研究的技术方案。等离子体放电装置作为一个被广泛研究的独立装置，常被以点火或助燃模块的形式直接安装在发动机内部，仅能在安装位置发挥作用，这一方面容易因放电和助燃的不对称从而引起燃烧震荡，另一方面还会因冷却不及时而造成烧蚀。

受环境保护和可重复使用火箭的多重要求，碳氢燃料变推力发动机得到越来越广泛的重视，尤其是甲烷推进剂因具有比冲高、黏性小、基本无结焦和积碳问题以及便于获取等优点得到了广泛研究和应用。但是在变推力火箭发动机中，甲烷燃料在偏离设计工况条件下的燃烧效率会有所降低，致使火箭发动机性能下降，因此需要采用助燃方式使燃料在短时间内尽快释热，提高燃烧效率。滑动弧等离子体放电装置在脉冲电源的激励下能够产生等离子体活性粒子，对于降低甲烷燃料活化能，促进燃烧反应具有积极意义。

基于此，本发明提出了一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术中的等离子体放电装置作为一个被广泛研究的独立装置，常被以点火或助燃模块的形式直接安装在发动机内部，仅能在安装位置发挥作用，这一方面容易因放电和助燃的不对称从而引起燃烧震荡，另一方面还会因冷却不及时而造成烧蚀的问题，本发明提供了一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，包括中心套筒、中心转接套筒、针栓头、针栓驱动套筒、喷注器外侧套筒主体、固定连杆和绝缘圈；

所述中心套筒的一端和所述中心转接套筒的一端可拆卸固定连接，所述中心转接套筒的另一端用于流入燃料，并从所述中心套筒的另一端喷出；

所述针栓头和所述针栓驱动套筒可拆卸固定连接，并套在所述中心套筒和所述中心转接套筒构成的连接体的外侧，与所述连接体密封滑动连接；

所述中心转接套筒和所述固定连杆的一端可拆卸固定连接，所述固定连杆的另一端与所述喷注器外侧套筒主体可拆卸固定连接，所述喷注器外侧套筒主体的内部设置有能够沿其移动的所述针栓头和所述针栓驱动套筒，所述针栓驱动套筒和所述喷注器外侧套筒主体之间通过绝缘圈密封连接。

在一些优选的实施方式中，中心套筒包括第一导管、喷孔和金属片；

所述第一导管的一端开口设置，并与所述中心转接套筒的一端可拆卸固定连接，所述第一导管的另一端封口设置，并沿其周向方向均匀开设有多个喷孔；

所述金属片固定在所述第一导管的外表面的靠近所述中心转接套筒的一侧，所述金属片连接外接电源的阳极，使所述中心套筒处于高电位状态，作为等离子体放电中的阳极。

在一些优选的实施方式中，所述中心转接套筒包括依次同轴固定且直径依次减小的第一套筒、第二套筒和第三套筒；

所述第一套筒和所述第二套筒固定连接处同轴固定有第一法兰盘，所述第一法兰盘与所述固定连杆可拆卸固定连接；

所述第一套筒与所述第一导管的一端可拆卸固定连接，所述第二套筒用于固定所述固定连杆的周向位置，所述第三套筒向外连接发动机工质输送管路，用于流入燃料。

在一些优选的实施方式中，所述中心转接套筒的材料包括绝缘陶瓷。

在一些优选的实施方式中，所述针栓头包括内径相同的固定段、台阶段和第四套筒；

所述固定段的一端与所述针栓驱动套筒可拆卸固定连接，所述固定段的另一端与所述台阶段的一端同轴固定，所述台阶段的另一端与所述第四套筒的一端同轴固定，所述第四套筒的内径的长度与所述第一导管的外径的长度相同，并沿所述第一导管移动，用于覆盖所述喷孔，实现所述喷孔的露出面积；

所述台阶段的外径由所述固定段至所述第四套筒逐渐减小，所述台阶段与所述喷注器外侧套筒主体的内部形成环缝，通过所述台阶段沿其轴向方向移动，控制所述环缝的大小，实现气态工质流量的调节。

在一些优选的实施方式中，所述中心套筒将电流传递给所述针栓头，使所述针栓头处于高电位，用于实现在环缝处击穿气态工质形成滑动弧等离子体。

在一些优选的实施方式中，所述针栓驱动套筒包括第五套筒和第二法兰盘；

所述第五套筒的一端与所述固定段可拆卸固定连接，所述第五套筒的另一端与所述第二法兰盘同轴固定，所述第二法兰盘与驱动装置驱动连接；

所述第五套筒的中部同轴开设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有所述绝缘圈。

在一些优选的实施方式中，所述针栓驱动套筒的材料包括绝缘陶瓷。

在一些优选的实施方式中，所述喷注器外侧套筒主体包括依次同轴固定的第三法兰盘、第六套筒和第四法兰盘；

所述第三法兰盘与所述固定连杆的一端可拆卸固定连接，所述第四法兰盘与发动机燃烧室连接，所述第六套筒的外圆周面上偏离中心轴开设有至少一个进气孔，所述进气孔用于向所述第六套筒内输运工质，并形成切向速度；

所述第六套筒与所述第四法兰盘固定的一端设置为弧形截面，用于与所述台阶段之间产生环缝。

在一些优选的实施方式中，所述固定连杆包括第五法兰盘和连接杆；

所述连接杆的一端与所述第五法兰盘固定，所述连接杆的另一端与所述第三法兰盘可拆卸固定；所述第五法兰盘与所述第一法兰盘可拆卸固定连接；

所述连接杆沿所述第五法兰盘的周向方向均匀设置至少4组。

本发明的有益效果：

本发明将滑动弧等离子体放电装置集成于针栓式喷注器中，能够以喷注器的喷注的气态工质作为放电气体，以针栓头作为阳极，以喷注器外侧套筒主体作为阴极，在环缝喷口处实施放电；产生的等离子体电弧能够在气态工质切向速度的驱动下发射旋转，并在轴向气体速度的驱动下向下游发展。该过程产生的等离子体处于喷注器面板中心且随时间均匀旋转滑动，因此具有空间上的轴对称性；等离子体放电产生的高温受气流旋转和针栓头中流动的液态工质降温而不会引发针栓头烧蚀；等离子体放电产生的活性粒子和高温电弧对于发动机点火助燃均具有促进作用，一方面能够提高变推力发动机非设计工况下的燃烧性能，另一方面还有望替代发动机点火器实现点火功能，从而降低变推力发动机复杂程度；

本发明装置通过将滑动弧等离子体放电装置嵌入针栓式喷注器，利用针栓喷注器针栓头与集气腔之间形成的环缝构建滑动弧产生与运动空间，同时从材料选择和结构设计上避免正负电极的短路风险。

由于等离子体的产生，环形气流中掺入活性粒子，有利于发动机点火和燃烧组织，提高非设计条件下变推力发动机燃烧效率，提高发动机工作稳定性。

滑动弧的运用使得电弧等离子体在环形气流中周期运动并逐渐向下游推出，使得电极最靠近处不会长期处于高温环境，从而缓解针栓头烧蚀现象。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的整体结构示意图；

图2是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的内部结构示意图；

图3是图2的局部放大图；

图4是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的中心套筒结构示意图

图5是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的中心转接套筒结构示意图；

图6是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的针栓头结构示意图；

图7是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的针栓驱动套筒结构示意图；

图8是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的喷注器外侧套筒主体的主视图；

图9是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的喷注器外侧套筒主体的侧视图；

图10是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的固定连杆结构示意图；

图11是本发明的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器的电路连接简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-图11所示，参见图1和图2，本发明提供一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，包括中心套筒1、中心转接套筒2、针栓头3、针栓驱动套筒4、喷注器外侧套筒主体5、固定连杆6和绝缘圈7；

所述中心套筒1的一端和所述中心转接套筒2的一端可拆卸固定连接，所述中心转接套筒2的另一端用于流入燃料，并从所述中心套筒1的另一端喷出；

所述针栓头3和所述针栓驱动套筒4可拆卸固定连接，并套在所述中心套筒1和所述中心转接套筒2构成的连接体的外侧，与所述连接体密封滑动连接；

所述中心转接套筒2和所述固定连杆6的一端可拆卸固定连接，所述固定连杆6的另一端与所述喷注器外侧套筒主体5可拆卸固定连接，所述喷注器外侧套筒主体5的内部设置有能够沿其移动的所述针栓头3和所述针栓驱动套筒4，所述针栓驱动套筒4和所述喷注器外侧套筒主体5之间通过绝缘圈7密封连接。

作为对本发明的进一步解释，参见图1、图2、图3和图4，中心套筒1包括第一导管11、喷孔12和金属片13；

所述第一导管11的一端开口设置，并与所述中心转接套筒2的一端可拆卸固定连接，所述第一导管11的另一端封口设置，并沿其周向方向均匀开设有多个喷孔12；

所述金属片13固定在所述第一导管11的外表面的靠近所述中心转接套筒2的一侧，所述金属片13连接外接电源的阳极，使所述中心套筒1处于高电位状态，作为等离子体放电中的阳极。

其中，在本实施例中，所述中心套筒1的材质为导电金属，可采用不锈钢、黄铜等材料。该部件处于整个装置的最中心位置；

所述喷孔12为长方形喷孔；

其中，所述第一导管11的一端与所述中心转接套筒2的一端可拆卸固定连接的具体方式为：

所述第一导管11的一端的外侧分布螺纹，通过螺纹与所述中心转接套筒2的一端螺纹连接，并实现可拆卸固定，在螺纹终止处固定金属片13；

本发明在工作过程中，燃料从第一导管11的开口一侧流入，并在封口一端从喷孔12处沿第一导管11的法向方向，向四周喷出，形成垂直于第一导管11轴线的射流。

作为对本发明的进一步解释，参见图2、图4、图5，所述中心转接套筒2包括依次同轴固定且直径依次减小的第一套筒21、第二套筒22和第三套筒23；

所述第一套筒21和所述第二套筒22固定连接处同轴固定有第一法兰盘24，所述第一法兰盘24与所述固定连杆6可拆卸固定连接；

所述第一套筒21与所述第一导管11的一端可拆卸固定连接，所述第二套筒22用于固定所述固定连杆6的周向位置，所述第三套筒23向外连接发动机工质输送管路，用于流入燃料。

其中，所述第一套筒21与所述第一导管11的一端可拆卸固定连接的具体方式为：

所述第一套筒21的内圆周面上开设有内螺纹，通过内螺纹与第一导管11的一端上开设的螺纹，实现所述第一套筒21与所述第一导管11的螺纹连接，从而实现可拆卸固定。

作为对本发明的进一步解释，所述中心转接套筒2的材料包括绝缘陶瓷，使所述中心转接套筒2与中心套筒1接触时不导电。

作为对本发明的进一步解释，参见图3和图6，所述针栓头3包括内径相同的固定段31、台阶段32和第四套筒33；

所述固定段31的一端与所述针栓驱动套筒4可拆卸固定连接，所述固定段31的另一端与所述台阶段32的一端同轴固定，所述台阶段32的另一端与所述第四套筒33的一端同轴固定，所述第四套筒33的内径的长度与所述第一导管11的外径的长度相同，并沿所述第一导管11移动，用于覆盖所述喷孔12，实现所述喷孔12的露出面积；

所述台阶段32的外径由所述固定段31至所述第四套筒33逐渐减小，所述台阶段32与所述喷注器外侧套筒主体5的内部形成环缝，通过所述台阶段32沿其轴向方向移动，控制所述环缝的大小，实现气态工质流量的调节。

其中，所述针栓头3为金属旋成体，其内径等与第一导管11的外径相等，因此，能够套在第一导管11的外侧。

其中，在本实施例中，所述固定段31为螺纹端，其与所述第一导管11螺纹连接，从而实现可拆卸固定。

其中，所述台阶段32为直角梯形台阶，该台阶收缩后形成直管。由于台阶一侧为收缩外形，可与喷注器外侧套筒主体5的中心出口位置形成环缝，随着针栓头3沿轴向移动使环缝大小发生变化，从而实现调节气态工质流量的目的。此外针栓头3移动过程中改变喷孔12露出面积，从而也能同时调节中心液态工质的流量。

作为对本发明的进一步解释，参见图2，所述中心套筒1将电流传递给所述针栓头3，使所述针栓头3处于高电位，用于实现在环缝处击穿气态工质形成滑动弧等离子体。

其中，由于该针栓头3为金属材质且套在中心套筒1的外侧，因此在导通电源后处于高电位，能够与喷注器外侧套筒主体5之间在环缝处击穿气态工质形成滑动弧等离子体。

作为对本发明的进一步解释，参见图6和图7，所述针栓驱动套筒4包括第五套筒41和第二法兰盘42；

所述第五套筒41的一端与所述固定段31可拆卸固定连接，所述第五套筒41的另一端与所述第二法兰盘42同轴固定，所述第二法兰盘42与驱动装置驱动连接；

所述第五套筒41的中部同轴开设有环形凹槽43，所述环形凹槽43内安装有所述绝缘圈7。

作为对本发明的进一步解释，所述针栓驱动套筒4的材料包括绝缘陶瓷。

其中，所述第五套筒41开设有内螺纹，与所述固定段31螺纹连接形成针栓套筒。与针栓头3不同，针栓驱动套筒4为绝缘陶瓷材料制作，因其与喷注器外侧套筒主体5直接接触，因此绝缘材质可保证电极之间不发生短路。与喷注器外侧套筒主体5接触部位环形凹槽43，安装绝缘圈7，保证喷注器外侧套筒主体5的气体密封。

其中，所述绝缘圈7可采用O形圈。

其中，所述第二法兰盘42开有螺纹孔，可通过连杆与驱动装置连接，驱动装置可为电机，通过电机驱动实现针栓驱动套筒4与针栓头3的轴向运动。

其中，针栓头3和针栓驱动套筒4的组合体可以在电机驱动下沿中心轴移动，在向针栓头3方向移动时会缩小针栓头3和环缝出口面积，移动最远距离受环缝面积限制，环缝被封闭时针栓头3和针栓驱动套筒4的组合体不能继续移动；该组合体在向针栓头3反方向移动时会增大针栓头3和环缝出口面积，移动最远距离受喷注器外侧套筒主体5和固定连杆6的组合体固定位置的约束。

作为对本发明的进一步解释，参见图3、图8和图9，所述喷注器外侧套筒主体5包括依次同轴固定的第三法兰盘51、第六套筒52和第四法兰盘53；

所述第三法兰盘51与所述固定连杆6的一端可拆卸固定连接，所述第四法兰盘53与发动机燃烧室连接，所述第六套筒52的外圆周面上偏离中心轴开设有至少一个进气孔54，所述进气孔54用于向所述第六套筒52内输运工质，并形成切向速度；

所述第六套筒52与所述第四法兰盘53固定的一端设置为弧形截面，用于与所述台阶段32之间产生环缝，并使环缝大小沿轴向增大，从而便于滑动弧的产生和发展。

其中，喷注器外侧套筒主体5处于整个装置的最外围，为金属材质，可直接连接电源阴极并接地。

其中，所述第三法兰盘51上沿其周向方向均匀开设多个螺纹孔，并与所述固定连杆6螺纹连接，实现可拆卸固定。

其中，所述第四法兰盘53上同轴开设有螺纹孔和环形凸台，通过螺纹孔和环形凸台便于后期与发动机燃烧室连接。

其中，所述第六套筒52作为集气腔，其偏离中心轴开一对进气孔54，第六套筒52上还开设有测压孔55，用于测量内部压力。

作为对本发明的进一步解释，参见图8和图10，所述固定连杆6包括第五法兰盘61和连接杆62；

所述连接杆62的一端与所述第五法兰盘61固定，所述连接杆62的另一端与所述第三法兰盘51可拆卸固定；所述第五法兰盘61与所述第一法兰盘24可拆卸固定连接；

所述连接杆62沿所述第五法兰盘61的周向方向均匀设置至少4组。

其中，所述连接杆62的另一端与所述第三法兰盘51可拆卸固定的具体方式为：

所述连接杆62的另一端与长螺栓63固定，通过长螺栓63与所述第三法兰盘51上开设的螺纹孔螺纹连接，实现可拆卸固定。

其中，所述第五法兰盘61与所述第一法兰盘24可拆卸固定连接的具体方式为：

所述第五法兰盘61与所述第一法兰盘24通过螺钉实现可拆卸固定连接。

其中，所述第五法兰盘61在本实施例中为十字法兰盘。

其中，参见图11，本发明在电路连接方面，将高压电源的阳极连接在金属片13上，使中心套筒1与针栓头3形成等离子体放电阳极；将阴极连接在喷注器外侧套筒主体5上，同时喷注器外侧套筒主体5接地使其保持0电位。由于中心转接套筒2和针栓驱动套筒4为绝缘陶瓷材料，因此中心套筒1与针栓头3形成的阳极与外侧的喷注器外侧套筒主体5形成的阴极不能直接导通。在高电压电源的激励下，针栓头3形成的阳极与喷注器外侧套筒主体5形成的阴极在两者之间接近针栓头3的环缝处击穿气流，形成电弧。

在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，其特征在于，包括中心套筒（1）、中心转接套筒（2）、针栓头（3）、针栓驱动套筒（4）、喷注器外侧套筒主体（5）、固定连杆（6）和绝缘圈（7）；

所述中心套筒（1）的一端和所述中心转接套筒（2）的一端可拆卸固定连接，所述中心转接套筒（2）的另一端用于流入燃料，并从所述中心套筒（1）的另一端喷出；

所述针栓头（3）和所述针栓驱动套筒（4）可拆卸固定连接，并套在所述中心套筒（1）和所述中心转接套筒（2）构成的连接体的外侧，与所述连接体密封滑动连接；

所述中心转接套筒（2）和所述固定连杆（6）的一端可拆卸固定连接，所述固定连杆（6）的另一端与所述喷注器外侧套筒主体（5）可拆卸固定连接，所述喷注器外侧套筒主体（5）的内部设置有能够沿其移动的所述针栓头（3）和所述针栓驱动套筒（4），所述针栓驱动套筒（4）和所述喷注器外侧套筒主体（5）之间通过绝缘圈（7）密封连接；

中心套筒（1）包括第一导管（11）、喷孔（12）和金属片（13）；

所述第一导管（11）的一端开口设置，并与所述中心转接套筒（2）的一端可拆卸固定连接，所述第一导管（11）的另一端封口设置，并沿其周向方向均匀开设有多个喷孔（12）；

所述金属片（13）固定在所述第一导管（11）的外表面的靠近所述中心转接套筒（2）的一侧，所述金属片（13）连接外接电源的阳极，使所述中心套筒（1）处于高电位状态，作为等离子体放电中的阳极；

所述针栓头（3）包括内径相同的固定段（31）、台阶段（32）和第四套筒（33）；

所述固定段（31）的一端与所述针栓驱动套筒（4）可拆卸固定连接，所述固定段（31）的另一端与所述台阶段（32）的一端同轴固定，所述台阶段（32）的另一端与所述第四套筒（33）的一端同轴固定，所述第四套筒（33）的内径的长度与所述第一导管（11）的外径的长度相同，并沿所述第一导管（11）移动，用于覆盖所述喷孔（12），实现所述喷孔（12）的露出面积；

所述台阶段（32）的外径由所述固定段（31）至所述第四套筒（33）逐渐减小，所述台阶段（32）与所述喷注器外侧套筒主体（5）的内部形成环缝，通过所述台阶段（32）沿其轴向方向移动，控制所述环缝的大小，实现气态工质流量的调节；

所述中心套筒（1）将电流传递给所述针栓头（3），使所述针栓头（3）处于高电位，用于实现在环缝处击穿气态工质形成滑动弧等离子体。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，其特征在于，所述中心转接套筒（2）包括依次同轴固定且直径依次减小的第一套筒（21）、第二套筒（22）和第三套筒（23）；

所述第一套筒（21）和所述第二套筒（22）固定连接处同轴固定有第一法兰盘（24），所述第一法兰盘（24）与所述固定连杆（6）可拆卸固定连接；

所述第一套筒（21）与所述第一导管（11）的一端可拆卸固定连接，所述第二套筒（22）用于固定所述固定连杆（6）的周向位置，所述第三套筒（23）向外连接发动机工质输送管路，用于流入燃料。

3.根据权利要求2所述的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，其特征在于，所述中心转接套筒（2）的材料包括绝缘陶瓷。

4.根据权利要求3所述的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，其特征在于，所述针栓驱动套筒（4）包括第五套筒（41）和第二法兰盘（42）；

所述第五套筒（41）的一端与所述固定段（31）可拆卸固定连接，所述第五套筒（41）的另一端与所述第二法兰盘（42）同轴固定，所述第二法兰盘（42）与驱动装置驱动连接；

所述第五套筒（41）的中部同轴开设有环形凹槽（43），所述环形凹槽（43）内安装有所述绝缘圈（7）。

5.根据权利要求4所述的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，其特征在于，所述针栓驱动套筒（4）的材料包括绝缘陶瓷。

6.根据权利要求5所述的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，其特征在于，所述喷注器外侧套筒主体（5）包括依次同轴固定的第三法兰盘（51）、第六套筒（52）和第四法兰盘（53）；

所述第三法兰盘（51）与所述固定连杆（6）的一端可拆卸固定连接，所述第四法兰盘（53）与发动机燃烧室连接，所述第六套筒（52）的外圆周面上偏离中心轴开设有至少一个进气孔（54），所述进气孔（54）用于向所述第六套筒（52）内输运工质，并形成切向速度；

所述第六套筒（52）与所述第四法兰盘（53）固定的一端设置为弧形截面，用于与所述台阶段（32）之间产生环缝。

7.根据权利要求6所述的一种嵌入旋转滑动弧等离子体放电装置的针栓式喷注器，其特征在于，所述固定连杆（6）包括第五法兰盘（61）和连接杆（62）；

所述连接杆（62）的一端与所述第五法兰盘（61）固定，所述连接杆（62）的另一端与所述第三法兰盘（51）可拆卸固定；所述第五法兰盘（61）与所述第一法兰盘（24）可拆卸固定连接；

所述连接杆（62）沿所述第五法兰盘（61）的周向方向均匀设置至少4组。