CN118168029A - 旋转爆震实现的增强器系统 - Google Patents

Abstract

本文提供了对燃气涡轮发动机中的推力增强有用的系统和方法。在一些实施例中，该系统包括结合旋转爆震架构的增强器。一种燃气涡轮发动机的排气系统，包括增强器和围绕排气系统核心的外围壁。增强器包括设置在排气系统核心内的爆震室。爆震室包括形成在外围壁中的沟道。核心入口路径输送核心空气‑燃料混合物，引燃入口路径将引燃空气‑燃料混合物输送到爆震室。核心空气‑燃料混合物在爆震室中沿着爆震室的中线燃烧。引燃空气‑燃料混合物在邻近外围壁的爆震室中爆震，以产生支持沿着爆震室的中线发生的燃烧反应的旋转爆震波。

Description

旋转爆震实现的增强器系统

技术领域

这些教导大体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮发动机的增强器系统。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括核心发动机系统和排气系统。核心发动机系统包括发动机涡轮机械，而排气系统包括产生推力的出口喷嘴。在某些高性能燃气涡轮发动机中，排气系统可以结合增强器，也称为加力燃烧器。增强器通常位于出口喷嘴上游的管道中的发动机涡轮机械的端部处。在操作中，增强器可以向离开核心发动机系统的排气气流提供额外的热量，以增加发动机推力。将增强器结合到燃气涡轮发动机中可增加额外的轴向长度和体积，特别是增加燃气涡轮发动机的排气系统的额外的轴向长度和体积。轴向长度和体积的增加也增加了燃气涡轮发动机的重量，这进一步导致燃料消耗的增加。

附图说明

通过提供以下详细描述中描述的旋转爆震实现的增强器系统，特别是结合附图进行研究时，至少部分满足了各种需求。在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本说明书的方面的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1A包括典型旋转爆震架构的示意图；

图1B和图1C包括根据这些教导的各种实施例的旋转爆震架构的示意图；

图2包括根据这些教导的各种实施例构造的发动机的示意图；

图3包括根据这些教导的各种实施例构造的图2的增强器的示意横截面图；

图4包括根据这些教导的各种实施例构造的图3的增强器的爆震室沿着图3的线4-4截取的示意横截面视图；

图5包括根据这些教导的各种实施例构造的增强器系统的一部分的横截面侧视正视图；

图5A包括图5的被包围部分的放大视图；

图6包括根据这些教导的各种实施例的用于燃气涡轮发动机中的推力增强的方法的流程图；

图7A、7B、7C和7D是根据各种实施例的本文描述的爆震室的通道中存在的示例性面向后台阶的一部分的示意前瞻性后端视图。

附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本教导的各种实施例的理解。此外，在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但被充分理解的元件通常没有被描述，以便于对本教导的这些不同实施例进行较少阻碍的观察。某些动作和/或步骤可以以特定的发生顺序来描述或描绘，然而本领域技术人员将理解，实际上并不需要这种关于顺序的特异性。

具体实施方式

一般来说，本公开的各个方面可以与用于燃气涡轮发动机的增强器一起采用，以减小排气系统的轴向长度和/或体积。更具体地，本文所述的增强器包括旋转爆震架构，诸如图1B和图1C所示的旋转爆震架构1b。这种旋转爆震架构可以减小排气系统的轴向长度和/或体积，同时还以增加推力的形式增加性能优势。当结合到燃气涡轮发动机的排气系统中时，旋转爆震架构1b爆震空气-燃料混合物并生成一个或多个旋转爆震波。旋转爆震波支持离开核心发动机系统的排气气流中的燃烧反应，以增加燃气涡轮发动机的推力。

在现有技术的典型旋转爆震架构(诸如图1A中描绘的旋转爆震架构1a)中，燃料被注入到环形爆震室2a中。环形爆震室2a部分地由沿着环形爆震室2a的中线X轴向延伸的中心体3a限定。中心体3a和外围壁6a限定环形爆震室2a。中心体3a形成环形爆震室2a的内壁4a。点燃环形爆震室2a中的空气-燃料混合物引发旋转爆震反应。旋转爆震反应被限制在环形空间内。因此，来自旋转爆震反应的旋转爆震波通常围绕环形空间周向传播，并且轴向行进通过环形爆震室2a。然而，在旋转爆震架构1a中，旋转爆震波通常不能径向行进通过环形爆震室2a。此外，中心体4a通常防止旋转爆震波朝向中线X传播。将旋转爆震架构1a结合到用于燃气涡轮发动机的增强器中可能导致高损失系统。这样的高损失系统可能产生高压损失，这可能不适合用于飞行器的燃气涡轮发动机，并且可能不导致值得飞行的系统。

然而，图1B和图1C中描绘的旋转爆震架构1b促使由旋转爆震反应引发的旋转爆震波朝向中线X径向传播。因此，当旋转爆震架构1b作为增强器结合到燃气涡轮发动机排气系统中时，例如，如图3-5所示，由旋转爆震反应生成的旋转爆震波由沟道引导并朝向排气系统核心传播，以支持在其中发生的燃烧反应，从而为发动机提供增加的推力。因为旋转爆震是压力增益燃烧的一种形式，所以旋转爆震波影响燃气涡轮发动机上的压力增加。这样的压力增益可以为发动机提供性能优势。因此，当用作燃气涡轮发动机的增强器时，旋转爆震架构1b可以例如以增加的推力的形式提供性能优势。

旋转爆震架构1b包括爆震室2b。爆震室2b由外围壁6b限定。爆震室2b在外围壁6b中包括稳定几何结构4b。在图1A和图1B所示的实施例中，稳定几何结构4b是沟道。稳定几何结构4b包括面向后台阶8b和面向前台阶10b，面向后台阶8b和面向前台阶10b凹入在外围壁6b中并通过凹入表面9b接合。面向后台阶8b与爆震室2b中的流动方向相对地面向(例如，通过爆震室2b的流将流过台阶)。相反，面向前台阶10b面向流动方向(例如，通过爆震室2b的流将撞击台阶)。凹入表面9b例如相对于外围壁6b的相邻部分凹入。在一些方面中，稳定几何结构4b可以是外围壁6b的一部分。在其他方面，稳定几何结构4b可以是不同于外围壁6b的结构。稳定几何结构4b将由旋转爆震反应产生的旋转爆震波锚定到外围壁6b，并且还可以帮助将旋转爆震波朝向中线X轴向引导。旋转爆震波可以包括燃烧前沿(即，当燃料-空气混合物燃烧时发生的化学反应)和冲击波。爆震反应产生耦合到冲击波的燃烧前沿，而燃烧反应包括燃烧前沿。

爆震室2b也没有中心体，因此爆震室2b不包括内壁。因此，爆震室2b从中线X到外围壁6b通常是无阻碍的。因此，由旋转爆震反应生成的旋转爆震波不局限于环形空间，而是自由地径向行进通过爆震室2b。因为爆震室2b没有中心体，所以它也不会导致高压损失，并且适于在飞行器的燃气涡轮发动机中使用，并导致值得飞行的系统。

此外，旋转爆震架构1b可以促进更高效和紧凑的燃烧反应。燃烧反应的紧凑性质将反应限制到较小体积，从而允许增强器和/或排气系统的尺寸的减小。轴向长度和/或体积的这种减小还可以转化为燃气涡轮发动机的重量的减小和运载器级别的航程的改善，并且在一些方面，可以实现更紧凑的机架。较小的燃气涡轮发动机也可以例如通过产生较小的红外特征而在军事应用中提供战略优势。还可以设想，本文所述的旋转爆震架构可以用于爆燃是主要燃烧模式的其他排气系统架构中。

结合稳定几何结构4b和/或消除中心体3a(图1A)的旋转爆震架构1b可以增强轴向通过爆震室2b的湍流混合。以这种方式，旋转爆震架构1b提供更高效和紧凑的燃烧，从而减小发动机核心流燃烧的轴向长度。例如，图3-5的设计是将旋转爆震架构1b结合到燃气涡轮发动机中的旋转爆震实现的增强器系统的实施例的说明性示例。这些实施例可以缩短燃气涡轮发动机的排气系统的长度和/或减小排气系统的体积，从而减小其质量。

将旋转爆震架构1b结合到燃气涡轮发动机的增强器中导致更紧凑高效的燃烧反应。燃烧反应的紧凑高效性质转化为排气系统的轴向长度的减小和/或体积的减小。排气系统的尺寸的减小也可以减小排气系统的重量，从而导致降低的材料成本以及降低的燃料消耗。这种燃料消耗的降低可以进一步提高运载器或飞行器级别的航程。可以设想，本文所述的旋转爆震架构可以将排气系统长度减少高达约75％，并且可以将排气系统重量减少高达约25％。

此外，本文所述的增强器系统由旋转爆震反应进行引燃(pilot)。通过点燃爆震室1b中的第一燃料-空气混合物(例如，风扇空气-燃料混合物或引燃空气-燃料混合物)来引发旋转爆震反应。旋转爆震反应充当爆震室1b内发生的燃烧反应的引燃器。旋转爆震反应在爆震室1b的稳定几何结构4b(即，沟道)中引发。由旋转爆震反应生成的旋转爆震波朝向爆震室的中线X传播。以这种方式，旋转爆震反应能够消耗存在于爆震室1b的中线X处或附近的第二空气-燃料混合物(例如，核心空气-燃料混合物)。爆震是在恒定体积下发生的超音速燃烧现象，并且对在恒定压力下发生的传统亚音速爆燃燃烧过程有利。当与传统增强器系统比较时，如本文所述的旋转爆震燃烧器引燃系统可以具有更快的热释放速率，并导致更小的燃烧前沿以改善燃料消耗。经由爆震的燃烧也可能导致局部压力的增加。在对以下详细描述进行彻底审查和研究后，前述和其他益处可能会变得更加清楚。

虽然参考燃气涡轮发动机实施例描述了旋转爆震架构1b，但可以设想，旋转爆震架构1b或本文所述的结合这种架构的其他系统和方法也可以用于导弹系统或高超音速系统，例如，高超音速飞行器或高超音速导弹。

除非本文另有阐述不同的具体含义，否则本文使用的术语和表达具有上述技术领域技术人员赋予该术语和表达的普通技术含义。除非另有具体指示，否则本文使用的单词“或”应被解释为具有析取结构，而不是合取结构。除非本文另有说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。

如本文在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言被应用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“近似”和“基本上”的术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在10％的裕度内。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。

现在参考附图，特别是图2，现在将呈现与这些教导中的许多教导兼容的燃气涡轮发动机100。应当理解，图2中描绘并在下面描述的燃气涡轮发动机100仅作为示例。在其他实施例中，燃气涡轮发动机100可以具有任何其他合适的构造。例如，在其他示例性实施例中，燃气涡轮发动机100可以包括任何合适数量的压缩机、涡轮和/或轴。另外，燃气涡轮发动机100可以不包括本文所述的每个特征，或者替代地，可以包括本文未描述的一个或多个特征。另外，燃气涡轮发动机100可以被构造为任何其他合适的管道式燃气涡轮发动机(例如，涡轮风扇发动机)，或者与冲压发动机或超燃冲压发动机结合使用。在冲压发动机或超燃冲压发动机构造中，涡轮机械将由于温度过高而被绕过。

作为参考系，燃气涡轮发动机100限定轴向方向102、径向方向104和周向方向106(即，绕轴向方向102延伸的方向)。

燃气涡轮发动机100包括风扇108，随后是核心区段110、增强器112和排气系统114。核心区段110包括压缩机116，随后是燃烧器118和涡轮120。增强器112定位在核心区段110的下游和排气系统114的上游。轴122联接到贯穿燃气涡轮发动机100的若干部件，包括压缩机116和涡轮120。此外，轴122联接到负载(未示出)。

风扇108将空气吸入燃气涡轮发动机100。可以设想，风扇108可以是任何合适类型的进气装置，诸如冷空气进气口。风扇108将空气吸入燃气涡轮发动机100。涡轮120可以驱动风扇的叶片的旋转。风扇108与旁通气流通道126和核心空气路径128流体连通。

压缩机116定位在风扇108的下游和涡轮120的上游。压缩机116包括刚性地安装到转子的叶片，该转子联接到轴122。燃烧器118定位在压缩机116的下游。燃烧器118被构造为燃烧空气-燃料混合物，并且包括将燃烧气体导向到涡轮120中的通道。

涡轮120包括具有固定轮片或叶片的一个或多个定子，以及具有相对于定子旋转的叶片的一个或多个转子。涡轮120包括联接到轴122的涡轮转子。

增强器112被构造为在其一定体积中燃烧燃料和空气的混合物，并结合旋转爆震架构以生成旋转爆震波。参考图3和图4详细示出和描述增强器112的旋转爆震架构。增强器112包括一个或多个燃料供应系统121。一个或多个燃料供应系统121可以供应液态燃料或气态燃料，诸如喷气燃料、甲烷、乙烯或H2。燃料类型可以取决于发动机架构、发动机尺寸和/或推力等级。可以设想，可以使用一个或多个单独的燃料输送系统将燃料输送到增强器112。增强器112定位在燃气涡轮发动机100的涡轮120的下游并且定位在排气系统114的上游。

如将理解的，轴122可以联接到负载。负载可以是可使用燃气涡轮发动机100的旋转输出的功率的任何合适装置，诸如外部机械负载或发电机。例如，负载可以包括飞机的螺旋桨或发电机。

在操作中，空气通过风扇108进入燃气涡轮发动机100。一部分空气进入旁通气流通道126，以向增强器112提供旁通空气流。另一部分空气进入核心区段110，并作为核心空气流过核心空气路径128。核心空气进入压缩机116。当核心空气穿过压缩机116的旋转叶片时，压力增加，从而为燃烧器118提供足够的空气用于燃烧。燃烧器118接收形成空气-燃料混合物的来自压缩机116的核心空气和来自燃料供应部(图2中未示出)的燃料。燃烧器118点燃并燃烧空气-燃料混合物，并且使热加压气体进入涡轮120。热加压气体穿过涡轮120的转子叶片，从而驱动涡轮转子旋转。涡轮转子和轴122之间的联接导致轴122旋转。压缩机116的转子通过轴122驱动而旋转。

增强器112经由核心空气路径128接收来自涡轮120的核心空气。增强器112还经由旁通气流通道126接收来自风扇108的旁通空气。燃料经由一个或多个燃料供应系统121提供给增强器112(见图3中的细节)。增强器112在旋转爆震反应中点燃旁通空气和燃料的混合物。旋转爆震反应支持燃烧反应，该燃烧反应消耗增强器112中的核心空气和燃料的混合物。来自增强器112内发生的反应的包括热加压气体的产物进入排气系统114，从而增强推力。产物通过排气系统114的出口离开燃气涡轮发动机100，以生成用于燃气涡轮发动机100的推力。

现在参考图3，示出了图2的燃气涡轮发动机100的增强器112。增强器112被构造为旋转爆震系统。也就是说，占据增强器112的至少一部分体积的爆震室152用于生成和/或稳定由其中发生的反应生成的旋转爆震波。尽管增强器112和排气系统114在图2中被示出为单独的部件，但是可以设想，增强器112可以集成到燃气涡轮发动机100的排气系统114中。也就是说，增强器112和排气系统114之间可能不存在离散边界。

如所描绘的，增强器112包括由排气系统114的外围壁140限定的体积。增强器112包括旋转爆震架构(诸如图1B和1C的旋转爆震架构1b)，以生成并稳定旋转爆震波。虽然增强器112是可以采用本文所述的旋转爆震架构的系统的一个示例，但是可以设想，其他旋转爆震系统可以结合图3所示的旋转爆震架构或类似架构。旋转爆震波支持增强器112中发生的燃烧反应，并且以这种方式有助于减小增强器112和/或排气系统114中燃烧所需的轴向长度。

增强器112的体积大致包括上游部分130和下游部分132。中线134延伸通过增强器112的中间。增强器112的上游部分130为爆震室152提供上游燃料供应，爆震室152包括在下游部分132中。占据增强器112的体积的至少一部分的爆震室152结合了类似于参考图1B描述的旋转爆震架构1b的旋转爆震架构。特别地，爆震室152包括用于稳定和/或引导旋转爆震波的沟道150。上游燃料供应经由核心燃料输送系统146和引燃燃料输送系统142来实现。核心燃料输送系统146和引燃燃料输送系统142将燃料-空气混合物输送到爆震室152，以支持在其中发生的燃烧和爆震反应。

增强器112的上游部分130接收燃烧反应物(例如，核心空气和燃料的混合物)和爆震反应物(例如，风扇空气或其他引燃空气源和燃料的混合物)。增强器112的上游部分130包括将爆震反应物输送到爆震室152的引燃入口路径136。上游部分130还包括将燃烧反应物输送到爆震室152的核心入口路径138。外围壁140轴向延伸通过增强器112的上游部分130和下游部分132。在一些方面中，外围壁140是排气系统114(图2)的衬套。外围壁140限定引燃入口路径136和核心入口路径138的至少一部分。

如图2所描绘的，引燃入口路径136与燃气涡轮发动机100的风扇108和旁通气流通道126(图3中未示出)流体连通。引燃入口路径136将来自燃气涡轮发动机100的风扇108(图3中未示出)的空气和燃料的混合物输送到爆震室152。尽管在图3所描绘的实施例中风扇空气是引燃入口路径136的空气源，但是可以设想，在其他实施例中，可以采用其他空气源、进气装置或空气供应部来向爆震室152提供引燃空气。引燃入口路径136被构造为将引燃空气-燃料混合物144输送到爆震室152中的沟道150。例如，引燃入口路径136的出口可以设置在沟道150的壁中，以将引燃空气-燃料混合物144输送到沟道150。引燃入口路径136可以是用于将引燃空气-燃料混合物144输送到爆震室152的沟道150的任何合适构造。图7A-7D示出了用于沟道150中的引燃入口路径136的出口的各种合适构造。

引燃燃料输送系统142联接到引燃入口路径136。引燃燃料输送系统142可以是任何合适的燃料输送系统，诸如喷射杆、燃料轮叶、壁孔口(例如，圆形或成形的)或类似物。引燃燃料输送系统142调节空气并将燃料供给到引燃入口路径136中，以产生引燃空气-燃料混合物144。还可以设想，引燃燃料输送系统142可以将用于旋转爆震反应的其他反应物输送到引燃入口路径136。其他反应物可以包括例如氧化剂。引燃燃料输送系统142具有设置在引燃入口路径136中的一个或多个出口端口142a。任何合适类型的燃料输送系统(例如，孔口或会聚/发散几何结构)都可以用于将燃料和其他反应物输送到引燃入口路径136。在一个实施例中，引燃燃料输送系统142可以被构造为预混合燃料和空气或其他氧化剂。被构造为点燃引燃空气-燃料混合物144的点火器(图3中未示出)也可以与引燃燃料输送系统142相关联。可以使用任何合适的点火器，诸如火花、内核、脉冲爆震波、等离子体场等。在一些实施例中，可以在爆震室152的沟道150中设置点火器。

核心入口路径138是沿着增强器112的上游部分130的中线134延伸的通路。核心入口路径138与燃气涡轮发动机100的涡轮120(图3中未示出)的出口流体连通，如图2所描绘的。核心入口路径138将来自燃气涡轮发动机100的核心区段110(图3中未示出)的核心空气和燃料的混合物输送到爆震室152。

核心燃料输送系统146联接到核心入口路径138，并且被构造为将燃料供给到核心入口路径138中，以产生核心空气-燃料混合物148。核心燃料输送系统146定位在爆震室152的上游。核心燃料输送系统146具有设置在核心入口路径138中的一个或多个出口146a。任何合适类型的燃料输送系统(例如，孔口(例如，成形的或圆形壁孔口)、会聚/发散几何结构、轮叶和/或喷射杆)都可以用于将燃料和其他反应物输送到核心入口路径138。被构造为点燃核心空气-燃料混合物148的点火器(图3中未示出)也可以与核心燃料输送系统146相关联。可以使用任何合适的点火器，诸如火花、内核、脉冲爆震波、等离子体场等。核心燃料输送系统146设置在引燃燃料输送系统142的上游。

增强器112的下游部分132包括爆震室152。引燃入口路径136和核心入口路径138与爆震室152流体连通。因此，爆震室152接收来自增强器112的上游部分130的核心空气-燃料混合物148(即，燃烧反应物)和引燃空气-燃料混合物144(即，爆震反应物)。此外，下游部分132释放爆震产物。爆震产物和燃烧产物可以例如释放到排气系统114(图2)的喷嘴中。爆震产物和燃烧产物可以包括例如二氧化碳、水蒸气和由引燃空气-燃料混合物144的反应和/或核心空气-燃料混合物148的反应生成的任何其他产物。

爆震室152可以在径向方向上从增强器112的中线134连续延伸到外围壁140，也就是说，爆震室152通常在径向方向上不被壁间断。爆震室152是中空的，并且在径向方向上基本上无阻碍，因为它没有在外围壁140的径向内侧并且在轴向方向上延伸通过其体积以限定环形空间的中心体或其他周向壁。爆震室152包括参考图4进一步详细示出和描述的引燃爆震区154和核心反应区156。

爆震室152包括形成在增强器112的外围壁140中的沟道150。沟道150是用于稳定和/或引导爆震室152中生成的旋转爆震波的稳定几何结构。沟道150包括面向后台阶151a和面向前台阶151b。沟道150还包括凹入表面151c，凹入表面151c例如从外围壁140的相邻部分凹入并且在面向后台阶151a和面向前台阶151b之间延伸。尽管示出为沟道150，但是可以设想，沟道150可以采用其他形状。沟道150可以是通过面向后台阶151a和/或面向前台阶151b凹入到增强器的外围壁140中的任何成形的腔。例如，稳定几何结构可以是外围壁140中的另一种形式的凹入腔或通路。

引燃入口路径136与沟道150流体连通。引燃入口路径136包括穿过面向后台阶151a的出口。可以设想，在其他实施例中，引燃入口路径136可以穿过沟道的其他部分，诸如面向前台阶151b。

在一些实施例中，中心体可以存在于增强器112的上游部分130中，并且延伸到核心入口路径138的至少一部分中，例如，如图5所描绘的实施例中所示。然而，在一些实施例中，增强器112的下游部分132缺少中心体。在其他实施例中，增强器112的上游部分130和下游部分132都缺少中心体。在其他实施例中，中心体可以仅延伸到增强器112的下游部分132的一部分中。

在操作中，增强器112将燃料注入到燃气涡轮发动机100的排气流中。参考图2，排气流包括离开涡轮120的流过核心空气路径128的核心空气和流过旁通气流通道126的旁通空气。增强器112在旋转爆震和燃烧反应中燃烧燃料，从而为燃气涡轮发动机100提供额外的推力。再次参考图3，燃料被注入到增强器112的上游部分130中的排气流中。燃料在下游部分132中在旋转爆震和燃烧反应中被消耗。

增强器112的上游部分130接收来自核心区段110和来自燃气涡轮发动机100的旁通气流通道126的空气，如图2所描绘的。来自燃气涡轮发动机100的风扇108的空气穿过旁通气流通道126，并进入增强器112的引燃入口路径136。因此，旁通气流通道126(图2)将风扇空气供应到增强器112的引燃入口路径136。引燃燃料输送系统142将燃料，并且在一些方式中将其他反应物，输送到引燃入口路径136中，以产生引燃空气-燃料混合物144。引燃入口路径136将引燃空气-燃料混合物144输送到爆震室152中，特别是输送到沟道150中。

另外，来自燃气涡轮发动机的核心区段110的污浊核心空气从涡轮120进入增强器112的核心入口路径138。核心燃料输送系统146将燃料，并且在一些方式中将其他反应物，输送到核心入口路径138中，以产生核心空气-燃料混合物148。核心入口路径138将核心空气-燃料混合物148输送到爆震室152中。

在爆震室152中，引燃空气-燃料混合物144在沟道150中反应。在一些实施例中，点火器包括在沟道150中，以点燃引燃空气-燃料混合物并引发旋转爆震波。通常，引燃空气-燃料混合物144在引燃爆震区154中以旋转爆震反应爆震。结果，在增强器112中生成旋转爆震波。核心空气-燃料混合物148在爆震室152中的中线134附近反应。通常，核心空气-燃料混合物148在核心反应区156中以燃烧反应燃烧。离开燃气涡轮发动机100的涡轮120的污浊核心空气流经由在爆震室152内发生的反应被重新加热，从而生成额外的推力。

沟道150有助于将由旋转爆震反应生成的旋转爆震波沿着外围壁140周向引导。面向后台阶151a和面向前台阶151b将来自旋转爆震波的能量朝向中线134径向引导通过爆震室152。因为爆震室152是无阻碍的并且通常在引燃爆震区154和核心反应区156之间缺乏物理结构，所以旋转爆震波自由地从引燃爆震区152行进到核心反应区156中。以这种方式，旋转爆震波支持核心反应区156中发生的燃烧反应。因此，旋转爆震波消耗核心反应区156中的一部分核心空气-燃料混合物148，以支持核心燃烧反应。旋转爆震波可以作为核心反应区156中发生的燃烧反应的引燃器，引发核心空气-燃料混合物的燃烧。

可以设想，沟道150沿着外围壁140的周向上的曲率聚集旋转爆震波，使得旋转爆震波围绕爆震室152的周边传播并行进通过引燃爆震区154。以这种方式，沟道150为旋转爆震波在爆震室152中周向行进提供稳定点。通过周向引导旋转爆震波，沟道150可以限制波在上游或下游方向上的行进。面向后台阶151a和面向前台阶151b形成用于稳定和/或引导旋转爆震波的兜部(pocket)。这种稳定和/或引导可以限制或防止旋转爆震波在轴向方向上行进。此外，通过限制旋转爆震波的轴向传播，面向后台阶151a和面向前台阶151b也可以有助于将旋转爆震波的能量径向地聚集通过爆震室152，并朝向爆震室152的中线134。以这种方式，沟道150在整个爆震室(例如，在引燃爆震区154和核心反应区156之间)径向提供增强的湍流混合。爆震室152的无阻碍结构还允许旋转爆震波朝向爆震室152的中线134传播，以进一步增强核心反应区156中发生的燃烧反应。

增强器112中的旋转爆震支持的燃烧反应可以比没有旋转爆震波支持的燃烧反应更紧凑。旋转爆震支持的燃烧反应的紧凑性质可以转化为增强器112和/或排气系统114(图2)的轴向长度和/或体积的减小。轴向长度和/或体积的这种减小也可以直接转化为燃气涡轮发动机100(图2)的重量的减小。重量的减小降低了燃料消耗并增加了由燃气涡轮发动机100提供动力的运载器的航程。此外，旋转爆震支持的燃烧反应可以为由燃气涡轮发动机100提供动力的运载器提供增加的推力。

转向图4，在沿着图3的线4-4截取的横截面视图中进一步示出了增强器112的爆震室152。特别地，图4示出了引燃爆震区154和核心反应区156在爆震室152中的相对位置。

爆震室152包括从排气系统114(图2)的中线134延伸到外围壁140的开放体积。爆震室152的形状通常是圆柱形的，然而，要注意的是，爆震室152的形状由外围壁140限定，并且可以采用其他非圆形形状(例如，从后端视图看具有非圆形横截面区域的形状)，诸如长方形形状或椭圆形形状。如上所述，爆震室152缺乏中心体，并且相应地，缺乏将爆震室152内发生的反应限制到爆震室152内的环形空间的壁或其他结构。

核心反应区156沿着中线134轴向延伸。引燃爆震区154围绕核心反应区156邻近外围壁140周向延伸。引燃爆震区154通常由形成在外围壁140中的沟道150限定。应当理解，在引燃爆震区154和核心反应区156之间可能没有离散的边界或轮廓。相反，引燃爆震区154和核心反应区156可以指定爆震室152内的在其中发生各种反应的近似区域。例如，核心反应区156可以指定其中核心空气-燃料混合物148(图3)反应或以其他方式(例如以燃烧反应)消耗的近似区域。引燃爆震区154可以指定其中引燃空气-燃料混合物144(图3)反应或以其他方式(例如以燃烧和/或爆震反应)消耗的近似区域。

在操作中，引燃空气-燃料混合物144(图3)在引燃爆震区154中反应，引发旋转爆震波。旋转爆震波可以轴向行进通过引燃爆震区154。旋转爆震波还径向行进到核心反应区156的至少一部分中，并朝向增强器112的中线134传播。以这种方式，旋转爆震反应还消耗核心反应区156中的核心空气-燃料混合物148，并支持在其中发生的燃烧反应。在引燃爆震区154和核心反应区156内发生反应。

在引燃爆震区154中发生的反应用作核心反应区156中存在的核心流的点火源(或“引燃器”)。核心流包括核心空气-燃料混合物148(图3)，并且因此，引燃爆震区154中的反应充当核心反应区156中存在的燃料的引燃器。核心流将具有爆燃燃烧，但受到增强的湍流的促进或激励。

图5示出了包括本文所述的旋转爆震架构的增强器160的示例性结构。增强器160被结合到燃气涡轮发动机的排气系统161中。增强器160包括爆震室178，在爆震室178中发生反应，包括爆震反应和燃烧反应。爆震室178定位在燃气涡轮发动机核心区段(图6中未示出)的下游和排气喷嘴184的上游。增强器160还包括核心入口路径162和引燃入口路径164，用于将空气-燃料混合物输送到爆震室178以支持其中发生的反应。

核心入口路径162将核心空气和燃料的混合物(例如，第一空气-燃料混合物或核心空气-燃料混合物)输送到爆震室178。核心入口路径162与燃气涡轮发动机的核心空气路径(图6中未示出)流体连通。增强器160的核心入口路径162由排气系统161的中心体168和外围壁170界定。在图5所描绘的实施例中，中心体168可以是燃气涡轮发动机的尾锥。中心体168从燃气涡轮发动机的核心区段(图6中未示出)延伸到增强器160的一部分中。中心体168在爆震室178之前结束。外围壁170围绕排气系统核心171。在一些实施例中，燃气涡轮发动机的外围壁170是排气衬套。外围壁170的形状可以有助于引导、导向或设置旋转爆震波，以增强混合。一个或多个支柱166径向延伸到核心入口路径162中以支撑中心体168。为了向核心入口路径162提供燃料，一个或多个轮叶172径向延伸到核心入口路径162中。例如，轮叶172可以包括槽或其他开口，使得燃料可以被注入到轮叶172中并从轮叶172穿过，并且通过这样的槽或开口进入核心入口路径162。

引燃入口路径164将燃料和风扇空气的混合物(例如，第二燃料-空气混合物或引燃空气-燃料混合物)从燃气涡轮发动机进气口输送到爆震室178。引燃入口路径164与燃气涡轮发动机的旁通气流通道169流体连通。引燃入口路径164可以至少部分地由燃气涡轮发动机的壳体或外管道形成。引燃入口路径164与形成在爆震室178的外围壁170中的沟道176流体连通。引燃入口路径164可以经由旁通气流通道169接收来自任何进气口(诸如燃气涡轮发动机的风扇(图6中未示出))的空气。一个或多个孔口165可以将燃料输送到引燃入口路径164。在图5A中进一步详细描绘了引燃入口路径164中的一个或多个孔口165。

在一些实施例中，引燃入口路径164具有会聚/发散几何结构。可以设想，会聚/发散几何结构可以有助于限制或防止在爆震室178内发生的反应向上游行进回到旁通气流通道169中。

点火器175至少部分地设置在沟道176内。点火器175被构造为点燃由引燃入口路径164输送到沟道176的引燃空气-燃料混合物。可以设想，任何合适类型的点火系统都可以用在点火器175中。点火器175从凹入表面174c延伸到沟道176中。然而，可以设想，点火器175可以联接到面向后台阶174a、面向前台阶174b或凹入表面174c中的任何一个。

核心入口路径162和引燃入口路径164与爆震室178流体连通。爆震室178由增强器160的外围壁170界定。外围壁170可以是燃气涡轮发动机的排气衬套。

在一些实施例中，中心体168不延伸到爆震室178中。因此，爆震室178具有无中心体结构，并且从爆震室178的中线到外围壁170通常是无阻碍的。爆震室178缺乏中断爆震室178的体积或在其中限定环形空间的任何轴向延伸的壁。

爆震室178包括沟道176，沟道176用作用于爆震室178中生成的旋转爆震波的稳定几何结构。沟道176是外围壁170中的周向延伸的凹部或凹槽，其围绕增强器160延伸。沟道176包括面向后台阶174a和面向前台阶174b。凹入表面174c在面向后台阶174a和面向前台阶174b之间延伸。面向后台阶174a和面向前台阶174b中的一个或多个可以相对于径向方向倾斜或以一定角度设置。例如，面向后台阶174a和/或面向前台阶174b可以不垂直于外围壁170，而是可以从外围壁170向凹入表面174c倾斜。还可以设想，面向后台阶174a和/或面向前台阶174b可以不是直的，并且例如可以是弯曲的或圆形的。可以设想，倾斜面向后台阶174a和/或面向前台阶174b可以有助于将来自旋转爆震波的能量径向地聚集通过爆震室178，并将旋转爆震波周向地锚定以限制轴向行进。沟道176形成在核心入口路径162的下游。应当注意，虽然图5采用了沟道176，但是可以使用结合绕爆震室178的周边延伸的面向后台阶174a和/或面向前台阶174b的其他合适的稳定几何结构。

在一些实施例中，面向后台阶174a和面向前台阶174b的高度大致相同。在其他实施例中，面向后台阶174a和面向前台阶174b的高度不同。在一些实施例中，面向后台阶174a和/或面向前台阶174b的高度在约0.25英寸至约6英寸的范围内，并且在一些方面中，在约0.5英寸至约2英寸的范围内。在一些实施例中，沟道176的长度(即，沟道176的轴向延伸距离)可以在约1英寸至约12英寸的范围内，在一些方面中，在约1英寸至约8英寸的范围内，并且在一些方面中，可以在约2英寸至约6英寸的范围内。在一些实施例中，沟道150的长度不沿着爆震室178的整个轴向长度或增强器160的整个轴向长度延伸。在一些实施例中，面向后台阶174a和面向前台阶174b的高度大致相同。在其他实施例中，面向后台阶174a和面向前台阶174b的高度不同。

爆震室178还包括核心反应区180和引燃爆震区182。核心反应区180设置在核心入口路径162的下游，并且沿着增强器160的中线延伸。引燃爆震区182邻近外围壁170并且延伸到沟道176中。引燃爆震区182沿着增强器160的周边围绕核心反应区180延伸。

在图5所示的实施例中，中心体168被示出为终止于爆震室178的上游。然而，中心体168也可以终止于爆震室178的上游部分或在爆震室178的上游部分封闭。在一些实施例中，中心体168可以终止于沟道176的面向后台阶174a和面向前台阶174b之间的某处。在其他实施例中，中心体168可以终止于沟道176的面向前台阶174b的下游。例如，中心体168可以延伸超过沟道176大约一个沟道长度(即，沟道176的长度，测量为面向后台阶174a和面向前台阶174b之间的距离)。

排气喷嘴184与爆震室178流体连通，并接收来自爆震室178的排气流。在一些实施例中，排气喷嘴184可以是会聚喷嘴。在其他实施例中，排气喷嘴可以是会聚/发散喷嘴和/或可变面积喷嘴。

在操作中，核心入口路径162将核心空气-燃料混合物(例如，第一空气-燃料混合物)输送到核心反应区180中，以支持其中的燃烧反应。引燃入口路径164将引燃空气-燃料混合物输送到沟道176(例如，引燃爆震区182)中，以支持其中的旋转爆震反应。点火器175点燃引燃空气-燃料混合物以引发旋转爆震反应，该旋转爆震反应生成旋转爆震波。旋转爆震波起源于沟道176(例如，引燃爆震区182)中。旋转爆震波的至少一部分径向行进通过爆震室178，以点燃核心空气-燃料混合物。以这种方式，旋转爆震波充当沿着爆震室178的中线(例如，在核心反应区180中)发生的燃烧反应的引燃器。

可以设想，沟道176可以帮助锚定旋转爆震反应，并将由旋转爆震反应引起的旋转爆震波沿着外围壁170聚焦。旋转爆震波也行进到核心反应区180中，以引发和/或增强其中的燃烧反应。以这种方式，旋转爆震波可用于点燃沿着爆震室178的中线存在的核心空气-燃料混合物的燃烧。

图6提供了用于燃气涡轮发动机中的推力增强的方法的概述。在一些方式中，该方法可以使用参考图3-4描述的增强器112或使用参考图5描述的增强器160来实施。还可以设想，图6的方法可以用于增强爆燃是主要燃烧模式的其他排气系统架构。

该方法包括在190处向由排气系统(例如燃气涡轮发动机排气系统)的外围壁界定的爆震室供应核心空气-燃料混合物(例如，第一空气-燃料混合物)。燃料可以例如经由核心燃料输送系统供应到排气系统的核心入口路径，以产生核心空气-燃料混合物。爆震室由燃气涡轮发动机排气系统的外围壁界定。在一些实施例中，外围壁是排气衬套。爆震室包括形成在外围壁中的沟道。该沟道经由外围壁中的面向后台阶和面向前台阶形成。此外，爆震室可以缺乏中心体并相应地从排气系统的中线延伸到燃气涡轮发动机排气系统的外围壁，并且包括大体上不间断的体积。

该方法还包括在192处向爆震室供应风扇空气-燃料混合物(例如，第二空气-燃料混合物)。在一些实施例中，除了燃气涡轮发动机风扇空气之外的另一空气供应部可用于向爆震室提供第二空气-燃料混合物。燃料可以例如经由引燃燃料输送系统供应到爆震室的沟道，以产生风扇空气-燃料混合物。

该方法还可以包括在爆震室中燃烧核心空气-燃料混合物。核心空气-燃料混合物可以在沿着排气系统的中线延伸的区中燃烧。此外，该方法包括在196处使风扇空气-燃料混合物在爆震室中反应。风扇空气-燃料混合物的反应生成旋转爆震波，该旋转爆震波消耗核心空气-燃料混合物来支持爆震室内的燃烧反应。风扇空气-燃料混合物可以在沿着外围壁并围绕爆震室的中线周向延伸的区域中反应或爆震。核心空气-燃料混合物可以邻近爆震室的中线反应或燃烧。

在一些实施例中，该方法包括在198处稳定由爆震反应产生的旋转爆震波。这种稳定可以经由稳定几何结构(诸如在燃气涡轮发动机排气系统的外围壁中形成的沟道)来实现。稳定可以涉及沿着外围壁引导旋转爆震波。此外，稳定还可以涉及将旋转爆震波轴向地通过爆震室朝向中线聚焦。爆震室的无阻碍性质也可以帮助旋转爆震波朝向排气系统的中线行进，以支持核心反应区中发生的燃烧反应。

图7A、7B、7C和7D示出了本文所述的爆震室的沟道中的面向后台阶的各种构造。这些面向后台阶包括用于引燃入口路径的出口的示例性构造。图7A、7B、7C和7D提供了面向后台阶的前瞻性后端视图。虽然这些附图示出了面向后台阶中的引燃入口路径的出口，但也可以设想，在一些实施例中，出口可以存在于沟道的另一个壁(诸如沟道的凹入表面或面向前台阶)中。

在图7A中，引燃入口路径的出口是沟道的面向后台阶202A中的环形槽204。虽然环形槽204的一部分在图7A中描绘，但是应当理解，该环形槽204将绕增强器的爆震室周向延伸。

在图7B中，引燃入口路径的出口是沟道的面向后台阶202B中的环形槽206。环形槽206包括用于支撑的多个支柱208。支柱208可以是例如延伸穿过环形槽206的柱。可以设想，增加支柱的数量可以增加面向后台阶202B的坚固性。

在图7C中，引燃入口路径的出口包括面向后台阶202C中的多个圆形孔210。还可以设想，可以采用其他非圆形孔或孔口形状。多个圆形孔210彼此间隔开，并且沿着面向后台阶202C居中设置。在一些实施例中，多个圆形孔210可以彼此交错或偏移。

在图7D中，引燃入口路径的出口包括面向后台阶202D中的多个非圆形孔212。非圆形孔212的形状是椭圆形的，然而，应当理解，也可以采用其他非圆形几何结构。

本公开的进一步方面由以下条项的主题提供：

一种燃气涡轮发动机，包括：核心区段；排气系统，所述排气系统定位在所述核心区段的下游，所述排气系统具有排气系统核心、围绕所述排气系统核心的外围壁以及增强器，所述增强器包括：爆震室，所述爆震室设置在所述排气系统核心的至少一部分内并由所述排气系统的所述外围壁的一部分限定；沟道，所述沟道形成在所述外围壁的限定所述爆震室的所述一部分中；核心入口路径，所述核心入口路径与所述爆震室和所述燃气涡轮发动机的涡轮流体连通，其中所述核心入口路径将核心空气-燃料混合物输送到所述爆震室；以及引燃入口路径，所述引燃入口路径与所述爆震室和所述燃气涡轮发动机的风扇流体连通，其中所述引燃入口路径将引燃空气-燃料混合物输送到所述爆震室；其中所述核心空气-燃料混合物在所述爆震室中沿着所述爆震室的中线反应，并且其中所述引燃空气-燃料混合物的一部分在所述沟道中反应以产生旋转爆震波。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述旋转爆震波从所述外围壁传播，以消耗所述核心空气-燃料混合物的至少一部分。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述爆震室从所述爆震室的中线到所述外围壁是无阻碍的。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述沟道包括面向后台阶和面向前台阶。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述沟道进一步包括在所述面向后台阶和所述面向前台阶之间延伸的凹入表面。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述面向后台阶和所述面向前台阶中的一个或多个是倾斜的。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述爆震室包括邻近所述外围壁的引燃爆震区和沿着所述增强器的所述中线延伸的核心反应区，并且其中所述引燃空气-燃料混合物在所述引燃爆震区中反应，并且所述核心空气-燃料混合物在所述核心反应区中反应。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，进一步包括：排气喷嘴，所述排气喷嘴定位在所述爆震室的下游，其中所述排气喷嘴是会聚/发散喷嘴或可变面积喷嘴中的至少一个。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，进一步包括：核心燃料输送系统，所述核心燃料输送系统与所述核心入口路径流体连通，其中所述核心燃料输送系统将第一燃料输送到所述核心入口路径，以产生所述核心空气-燃料混合物；以及引燃燃料输送系统，所述引燃燃料输送系统与所述引燃入口路径流体连通，其中所述引燃燃料输送系统将第二燃料输送到所述引燃入口路径，以产生所述引燃空气-燃料混合物。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述核心燃料输送系统在所述爆震室的上游。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述爆震室缺乏中心体。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述爆震室具有非圆形横截面区域。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述沟道包括面向后台阶，并且其中所述引燃入口路径包括设置在所述面向后台阶中的出口开口。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述出口开口是环形槽。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，多个支柱延伸通过所述环形槽。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述沟道包括面向后台阶，并且其中所述引燃入口路径包括设置在所述面向后台阶中的多个孔。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述多个孔中的一个或多个的形状为圆形。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述核心入口路径在所述引燃入口路径的上游。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述核心燃料输送系统定位在所述引燃燃料输送系统的上游。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述引燃入口路径具有会聚/发散几何结构。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述引燃入口路径和所述核心入口路径由所述外围壁的一部分形成。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述引燃入口路径的出口开口设置在所述沟道的所述面向后台阶、所述面向前台阶或所述凹入表面中的至少一个中。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，进一步包括设置在所述沟道中的点火器。

根据任何前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述点火器联接到所述面向后台阶、所述面向前台阶或所述凹入表面中的至少一个。

一种旋转爆震系统，包括：体积，所述体积由外围壁限定，所述体积具有接收包括爆震反应物的第一空气-燃料混合物的上游部分和释放爆震产物的下游部分；以及爆震室，所述爆震室占据所述体积的一部分，其中所述爆震室包括形成在所述外围壁中的沟道，所述沟道绕所述体积的延伸通过所述体积的中线周向延伸；其中所述第一空气-燃料混合物在所述爆震室中反应，以生成由所述沟道引导的旋转爆震燃烧波，从而支持消耗所述体积内的第二空气-燃料混合物的燃烧反应。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，其中，所述爆震室缺乏中心体。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，其中，所述沟道包括面向后台阶和面向前台阶。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，其中，所述沟道进一步包括在所述面向后台阶和所述面向前台阶之间延伸的凹入表面。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，进一步包括设置在所述旋转爆震系统的上游部分中的引燃入口路径和核心入口路径，其中所述引燃入口路径与所述沟道流体连通，并且其中所述核心入口路径与所述爆震室流体连通。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，进一步包括与所述引燃入口路径流体连通的引燃燃料输送系统和与所述核心入口路径流体连通的核心燃料输送系统。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，其中，所述第二空气-燃料混合物在所述爆震室的上游供应到所述体积，并且其中第一空气-燃料混合物供应到所述沟道。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，进一步包括设置在所述沟道中的点火器。

根据任何前述条项所述的旋转爆震系统，其中，所述燃烧反应发生在所述体积的沿着所述中线延伸的一部分中，并且其中所述第一空气-燃料混合物在所述沟道中反应。

一种方法，包括：将核心空气-燃料混合物供应到由燃气涡轮发动机排气系统的外围壁界定的爆震室；将风扇空气-燃料混合物供应到所述爆震室；在所述爆震室中点燃所述风扇空气-燃料混合物以产生旋转爆震波，其中所述旋转爆震波消耗所述核心空气-燃料混合物来支持所述爆震室内的燃烧反应；以及经由形成在所述外围壁中的沟道稳定所述旋转爆震波。

根据任何前述条项所述的方法，其中，所述沟道包括面向后台阶、面向前台阶以及在所述面向后台阶和所述面向前台阶之间延伸的凹入表面。

根据任何前述条项所述的方法，进一步包括：将第一燃料供应到燃气涡轮发动机的核心空气，以产生所述核心空气-燃料混合物；以及将第二燃料供应到所述燃气涡轮发动机的风扇旁通空气，以产生所述风扇空气-燃料混合物。

根据任何前述条项所述的方法，其中，所述第一燃料供应到所述沟道上游的所述核心空气。

根据任何前述条项所述的方法，其中，所述风扇空气-燃料混合物的至少一部分供应到所述沟道。

根据任何前述条项所述的方法，其中，所述核心空气-燃料混合物的至少一部分沿着所述爆震室的中线供应。

Claims (10)

1.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括：

核心区段；

排气系统，所述排气系统定位在所述核心区段的下游，所述排气系统具有排气系统核心、围绕所述排气系统核心的外围壁以及增强器，所述增强器包括：

爆震室，所述爆震室设置在所述排气系统核心的至少一部分内并由所述排气系统的所述外围壁的一部分限定；

沟道，所述沟道形成在所述外围壁的限定所述爆震室的所述一部分中；

核心入口路径，所述核心入口路径与所述爆震室和所述燃气涡轮发动机的涡轮流体连通，其中所述核心入口路径将核心空气-燃料混合物输送到所述爆震室；以及

引燃入口路径，所述引燃入口路径与所述爆震室和所述燃气涡轮发动机的风扇流体连通，其中所述引燃入口路径将引燃空气-燃料混合物输送到所述爆震室；

其中所述核心空气-燃料混合物在所述爆震室中沿着所述爆震室的中线反应，并且其中所述引燃空气-燃料混合物的一部分在所述沟道中反应以产生旋转爆震波。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述旋转爆震波从所述外围壁传播，以消耗所述核心空气-燃料混合物的至少一部分。

3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述爆震室从所述爆震室的中线到所述外围壁是无阻碍的。

4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述沟道包括面向后台阶和面向前台阶。

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述面向后台阶和所述面向前台阶中的一个或多个是倾斜的。

6.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述爆震室包括邻近所述外围壁的引燃爆震区和沿着所述增强器的所述中线延伸的核心反应区，并且其中所述引燃空气-燃料混合物在所述引燃爆震区中反应，并且所述核心空气-燃料混合物在所述核心反应区中反应。

7.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，进一步包括：

排气喷嘴，所述排气喷嘴定位在所述爆震室的下游，

其中所述排气喷嘴是会聚/发散喷嘴或可变面积喷嘴中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，进一步包括：

核心燃料输送系统，所述核心燃料输送系统与所述核心入口路径流体连通，其中所述核心燃料输送系统将第一燃料输送到所述核心入口路径，以产生所述核心空气-燃料混合物；以及

引燃燃料输送系统，所述引燃燃料输送系统与所述引燃入口路径流体连通，其中所述引燃燃料输送系统将第二燃料输送到所述引燃入口路径，以产生所述引燃空气-燃料混合物。

9.根据权利要求8所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述核心燃料输送系统在所述爆震室的上游。

10.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述爆震室缺乏中心体。