CN219317058U - 旋转爆震发动机及其点火装置 - Google Patents
旋转爆震发动机及其点火装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219317058U CN219317058U CN202320223057.2U CN202320223057U CN219317058U CN 219317058 U CN219317058 U CN 219317058U CN 202320223057 U CN202320223057 U CN 202320223057U CN 219317058 U CN219317058 U CN 219317058U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube
- detonation
- ignition
- combustion chamber
- main combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
一种旋转爆震发动机及其点火装置,可以高效起爆旋转爆震发动机的主燃烧室内的爆震波,有利于提高主燃烧室的燃烧效率。其中,点火装置包括:多个点火管装置,安装在主燃烧室上,并沿主燃烧室的周向间隔设置,且多个点火管装置设置成同步点火起爆以向主燃烧室输入旋转方向相同的燃烧气流,以使主燃烧室内能够形成自持传播的多爆震波结构,进而有利于提高旋转爆震发动机的燃烧效率和推重比。
Description
技术领域
本文涉及但不限于发动机技术,尤指一种旋转爆震发动机及其点火装置。
背景技术
旋转爆震发动机(Rotating Detonation Engine,简称RDE)和传统的航空发动机、火箭发动机有根本差异,它可以在低压比下产生较大的推力,燃烧室更小,推重比更高。但是现有的研究和技术,在试验、数值、理论方面还处于初步阶段。特别是在特殊现象、多部件耦合、点火方式等方面仍有巨大发展空间。RDE研究中的一个核心问题就是爆震波的起爆问题。
旋转爆震发动机产生的推力最终来自于燃料的化学能,通过燃烧释放能量,点火起爆成功是最基本的要求。目前对RDE的点火方式提出了一些方案,包括火花塞、燃烧丝、热射流及预爆管等。相比其他方式,最可靠并且应用最广泛的点火方式为预爆管,即:燃烧室连接一个预爆管装置,以较小的初始点火能量获得较强的爆震波,有利于缩短起爆旋转爆震波的时间。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种点火装置,可以快速形成爆震波并以多爆震波结构在主燃烧室内自持传播,从而有利于提高RDE爆震波的起爆成功率,有利于提高主燃烧室的燃烧效率,进而有利于提高旋转爆震发动机的燃烧效率和推重比。
为此,本申请实施例提供了一种点火装置,用于旋转爆震发动机,所述点火装置包括:多个点火管装置,安装在所述旋转爆震发动机的主燃烧室上,并沿所述主燃烧室的周向间隔设置,且所述多个点火管装置设置成同步点火起爆以向所述主燃烧室同步输入多个旋转方向相同的燃烧气流,以使所述主燃烧室内能够形成自持传播的多爆震波结构。
本申请实施例提供的点火装置,包括多个点火管装置。多个点火管装置安装在主燃烧室的不同位置,沿主燃烧室的周向间隔设置,并与主燃烧室连通,可以从主燃烧室的不同位置向主燃烧室输入燃烧气流(如爆震波、热射流等形式的燃烧气流),且多个点火管装置向主燃烧室输入的燃烧气流的旋转方向相同。这样,多个点火管装置可以同时同步点火起爆,向主燃烧室输入多个旋转方向相同的燃烧气流,使得主燃烧室内能够形成自持传播的多爆震波结构(即多个互不干扰且能够稳定自持传播的爆震波),这有利于降低单个预爆管装置点火起爆失败导致发动机不能启动的概率,且多个旋转方向相同的爆震波可以在主燃烧室内相互叠加,有利于提高燃烧室的燃烧效率,进而有利于提高旋转爆震发动机的燃烧效率和推重比。因此,本申请实施例提供的点火装置,有利于提高旋转爆震发动机的爆震波的起爆成功率,并有利于提高燃烧室的燃烧效率。
在一种示例性的实施例中,所述点火管装置设置成沿所述主燃烧室的切向向所述主燃烧室输入燃烧气流。
在一种示例性的实施例中,所述点火管装置的数量为两个,两个所述点火管装置沿所述主燃烧室的周向均匀分布。
在一种示例性的实施例中,所述点火管装置为预爆管装置;所述预爆管装置包括:预爆管,所述预爆管设有进料口,所述进料口设置成向所述预爆管内输送燃料和氧化剂;和点火器,与所述预爆管相连,设置成点燃所述燃料和所述氧化剂的混合物,以使所述预爆管内形成爆震波。
在一种示例性的实施例中,所述预爆管装置还包括:湍流增强结构,设于所述预爆管内,用于加剧燃烧以强化燃烧到爆震的转捩过程。
在一种示例性的实施例中,所述湍流增强结构包括:螺旋弹簧;或者扰流管束,所述扰流管束沿所述预爆管的长度方向延伸,且所述扰流管束的两端敞开设置,所述扰流管束的数量为多个,多个所述扰流管束平行间隔设置。
在一种示例性的实施例中,所述预爆管装置还包括与所述预爆管相连的封挡机构,所述封挡机构、所述点火器以及所述预爆管合围出爆震腔。
在一种示例性的实施例中,所述封挡机构包括:隔膜,所述隔膜封挡所述预爆管靠近所述主燃烧室的一端,设置成在爆震波的冲击下破裂以使所述爆震波进入所述主燃烧室;和夹持件,与所述预爆管相连,设置成夹持固定所述隔膜。
在一种示例性的实施例中,所述进料口设置成预混气入口,所述预混气入口设置成供气态燃料与气态氧化剂的预混物输入所述预爆管;和/或,所述点火器包括高能点火器。
在一种示例性的实施例中,所述点火管装置为射流点火管装置;或者,所述点火管装置为电爆管点火装置。
本申请实施例还提供了一种旋转爆震发动机,包括如上述实施例中任一项所述的点火装置。
本申请实施例还提供了一种点火方法,用于如上述实施例所述的旋转爆震发动机,所述点火方法包括:控制所述多个点火管装置同步点火起爆。
在一种示例性的实施例中,在所述控制所述多个点火管装置同步点火起爆之前,所述点火方法还包括:向主燃烧室内输入燃料和氧化剂。
在一种示例性的实施例中,当所述点火管装置为预爆管装置时,在所述控制所述多个点火管装置同步点火起爆之前,所述点火方法还包括:向多个预爆管装置内输入燃料与氧化剂;所述预爆管装置设有爆震腔和预混气入口;所述向所述多个预爆管装置内输入燃料与氧化剂,包括:通过所述预混气入口向所述多个预爆管装置的爆震腔内输入当量比的气态燃料与气态氧化剂的预混物。
本申请实施例还提供了一种点火控制装置,包括处理器以及存储有计算机程序的存储器,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任一所述的点火方法的步骤。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请一个实施例提供的旋转爆震发动机的局部结构示意图;
图2为图1中预爆管装置的剖视结构示意图;
图3为本申请另一个实施例提供的旋转爆震发动机的局部结构示意图;
图4为图3中预爆管装置的一个剖视结构示意图;
图5为图3中预爆管装置的另一个剖视结构示意图;
图6为图4中雾化喷嘴的一个剖视结构示意图;
图7为图4中雾化喷嘴的另一个剖视结构示意图;
图8为本申请又一个实施例提供的旋转爆震发动机的局部结构示意图;
图9为图8中射流点火管装置的结构示意图;
图10为图9中孔板的剖视结构示意图;
图11为本申请再一个实施例提供的旋转爆震发动机的局部结构示意图;
图12为图11中电爆管点火装置的剖视结构示意图。
其中,附图标记如下:
100预爆管装置,
1预爆管,101输入段,102扰流段,103输出段,111预混气入口,12点火器,13湍流增强结构,14隔膜,15夹持件;
2扰流管束;
3雾化喷嘴,31进料管,311进料段,3111直筒段,3112缩颈段,312混合段,313氧化剂通道,32燃料管,33进料座,331第一座体,3311氧化剂入口,3312进气通道,3313安装腔,332第二座体,3321连接部,3322插装部,3323环形过渡通道,3324整流孔,3325支撑部;
200射流点火管装置,202射流点火管,204弹簧,5孔板,51通孔;
300电爆管点火装置,302角线,304塑料壳,306点火药头,308结晶PETN,310钢内管,3102RDX,3104钝化RDX,3106半球形药型罩,3108点火器外壳,3110固定螺栓;
400主燃烧室。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例,但是该描述是示例性的,而不是限制性的,并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合,并在具体实施方式中进行了讨论,但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外,任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用,或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合,以形成由权利要求限定的独特的实用新型方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它实用新型方案的特征或元件组合,以形成另一个由权利要求限定的独特的实用新型方案。因此,应当理解,在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此,除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外,实施例不受其它限制。此外,可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外,在描述具有代表性的实施例时,说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而,在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上,该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的,其它的步骤顺序也是可能的。因此,说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外,针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤,本领域技术人员可以容易地理解,这些顺序可以变化,并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
如图1、图3、图8、图11所示所示,本申请实施例提供了一种用于旋转爆震发动机的燃烧室结构,包括:主燃烧室400和点火装置。主燃烧室400可以为环形燃烧室。
其中,点火装置包括多个点火管装置。点火管装置可以为但不限于预爆管装置100(如图1和图3所示)、射流点火管装置200(如图8所示)、电爆管点火装置300(如图11所示)。
多个点火管装置安装在旋转爆震发动机的主燃烧室400桑,并沿主燃烧室400的周向间隔设置,并与主燃烧室400连通。
并且,多个点火管装置设置成同步点火起爆以向主燃烧室400同步输入多个旋转方向相同的燃烧气流,以使主燃烧室400内能够形成自持传播的多爆震波结构。
本申请实施例提供的点火装置,包括多个点火管装置。多个点火管装置安装在主燃烧室400的不同位置,沿主燃烧室400的周向间隔设置,并与主燃烧室400连通,可以从主燃烧室400的不同位置向主燃烧室400输入燃烧气流(如爆震波、热射流等形式的燃烧气流),且多个点火管装置向主燃烧室400输入的燃烧气流的旋转方向相同。这样,多个点火管装置可以同时同步点火起爆,向主燃烧室400输入多个旋转方向相同的燃烧气流,使得主燃烧室400内能够形成自持传播的多爆震波结构(即多个互不干扰且能够稳定自持传播的爆震波),这有利于降低单个预爆管装置点火起爆失败导致发动机不能启动的概率,且多个旋转方向相同的爆震波可以在主燃烧室400内相互叠加,有利于提高燃烧室的燃烧效率,进而有利于提高旋转爆震发动机的燃烧效率和推重比。因此,本申请实施例提供的点火装置,有利于提高旋转爆震发动机的爆震波的起爆成功率,并有利于提高燃烧室的燃烧效率。在一种示例性的实施例中,点火管装置为预爆管装置1。预爆管装置1可以产生爆震波,并输出至主燃烧室400内。因此,预爆管装置1输出至主燃烧室400内的为爆震波形式的燃烧气流,可以直接利用爆震波来起爆主燃烧室400内的燃料和氧化剂,使主燃烧室400内形成稳定支持的爆震波。当多个预爆管装置1同步点火起爆时,即可使主燃烧室400内形成稳定自持的多波结构。
其中,预爆管装置1设置成沿主燃烧室400的切向向主燃烧室400输入爆震波,如图1所示。
这样便于预爆管装置1输出的爆震波沿着主燃烧室400周向旋转,减少爆震波与主燃烧室400内壁的冲击,从而有利于提高爆震波的传播,进而提高发动机燃烧室的燃烧效率。
在一个示例中,预爆管装置1的数量为两个,如图1所示,两个预爆管装置1沿主燃烧室400的周向均匀分布。
这样,两个预爆管装置1同时同步点火起爆,可以向主燃烧室400输入两个相位差为180°的爆震波,有利于两个爆震波的稳定自持传播,避免爆震波数量过多引起过驱爆轰或者爆震波之间的相互追赶和干扰,进而有利于主燃烧室400内的燃料稳定燃烧。
在一些实施例中,预爆管装置1包括:预爆管1和点火器12,如图2所示。
其中,预爆管1设有进料口,进料口设置成向预爆管1内输送燃料和氧化剂。
点火器12与预爆管1相连,设置成点燃燃料和氧化剂的混合物,以使预爆管1内形成爆震波。
其中,氧化剂可以为空气,也可以为氧气。燃料和氧化剂可以分别输入,也可以预混后输入。燃料可以为气态燃料,也可以为液态燃料。点火器12可以设在预爆管1的侧壁,也可以设在预爆管1远离燃烧室的一端。进料口可以设在预爆管1的侧壁,也可以设在预爆管1远离燃烧室的一端。
在一种示例性的实施例中,预爆管装置1还包括:湍流增强结构13,如图2所示。湍流增强结构13设于预爆管1内,用于加剧燃烧以强化燃烧到爆震的转捩过程。
湍流增强结构13位于预爆管1内,用于增加预爆管1内燃料与氧化剂点燃后的燃烧火焰的湍流,起到加剧燃烧进而强化DDT(Deflagration to detonation,燃烧到爆震的转捩)过程的作用,从而使得预爆管1内产生稳定自持的爆震波。在预爆管1中爆炸后的气体和爆震波进入旋转爆震发动机的燃烧室中,点燃燃烧室内的燃料,进而实现燃烧室内燃料的起爆。
在一些示例中,湍流增强结构13可以包括螺旋弹簧,如图2所示的Shchelkin弹簧(由Shchelkin发现在预爆管1中设置螺旋弹簧能够极大缩短DDT过程,后被称为Shchelkin弹簧)、障碍环、不同尺寸的筛网等。
在一种示例性的实施例中,预爆管装置1还包括与预爆管1相连的封挡机构。封挡机构、点火器12以及预爆管1合围出爆震腔。
这样,可以先将当量比的燃料和氧化剂输入并封闭在预爆管1内爆震腔内,然后点火器12再点火,有利于提高爆震波的起爆成功率。另一方面,这样有利于多个预爆管装置1内输入等量的燃料和氧化剂后同时同步起爆,进而得到多个稳定的爆震波,使进入主燃烧室400内的多个爆震波都能够稳定传播。
在一种示例性的实施例中,封挡机构包括:隔膜14和夹持件15,如图2所示。
其中,隔膜14封挡预爆管1靠近主燃烧室400的一端,设置成在爆震波的冲击下破裂以使爆震波进入主燃烧室400。夹持件15与预爆管1相连,设置成夹持固定隔膜14。
这样相当于封挡机构可以自动打开,使爆震管与主燃烧室400连通,因而无需设置打开或关闭封挡机构的结构,有利于简化产品结构,降低产品成本。使用过程中,只需完成隔膜14的夹持,即可关闭封挡机构。
其中,隔膜14可以为但不限于BOPP膜片(Biaxially Oriented Polypropylene,双向拉伸聚丙烯薄膜)。夹持件15可以为夹持法兰。比如:预爆管1靠近主燃烧室400的一端设有连接凸耳,隔膜14夹持在夹持法兰与连接凸耳之间,夹持法兰通过螺钉等紧固件与连接凸耳固定连接,实现对隔膜14的夹持固定。
当然,也可以额外设置打开或关闭封挡机构的驱动机构,利用驱动机构来打开或关闭封挡机构。
在一种示例性的实施例中,进料口设置成预混气入口111,如图2所示,预混气入口111设置成供气态燃料与气态氧化剂的预混物输入预爆管1。
这样,输入预爆管1的是预先混合好的气态燃料与气态氧化剂的混合物,有利于燃料与氧化剂的均匀混合,进而有利于提高起爆成功率和燃烧效率,并且有利于减少预爆管1上的开口数量,进而有利于提高爆震腔的封闭性。
在一种示例性的实施例中,点火器12包括高能点火器,这样能够使DDT过程更快并且转戾长度缩短。
在另一种示例性的实施例中,湍流增强结构包括扰流管束2,如图3、图4和图5所示。
本方案提出了一种新型的障碍物——扰流管束2,来加剧燃烧,进而实现对旋转爆震发动机的高效点火,丰富了爆震波的起爆方式,拓宽了预爆管1内障碍物的选择范围,有利于促进旋转爆震发动机的发展。
与普通的火花塞或者燃烧丝点火方式相比,本方案的点火成功率高,点火能量极大提高。并且,这种起爆方式也能够是旋转爆震发动机的工作效率更高。
在本申请实施例中,扰流管束2指的是位于预爆管1内且管径小于预爆管1的内径的管道。
在一种示例性的实施例中,扰流管束2沿预爆管1的长度方向延伸,且扰流管束2的两端敞开设置,如图4所示。
这样,预爆管1内的部分气体可以进入扰流管束2并从扰流管束2流出,而部分气体则不能进入扰流管束2,从扰流管束2与预爆管1之间的间隙流过。这样,扰流管束2内外的气体受几何通道的影响,诱导激波发生反射或绕射,波后的湍流效应和温度剧烈变化导致化学反应速率的快速变化,产生局部爆炸(local explosion)并强化DDT过程,从而实现对旋转爆震发动机的高效点火。
另外,与其他障碍物(如Shchelkin弹簧)相似,扰流管束2本质上都是加速DDT过程。但是其他障碍物只是增加速预爆管1中的DDT过程,而本申请实施例中,每个扰流管束2相当于一个长径比大于预爆管1的长径比的管道,因而预爆管内每个扰流管束2的管道内都在进行着DDT,并且在小管束中就发生DDT就相当于增加了长径比(长度与直径的比值,长度没变,直径从大管道变成了小管束),而长径比的增加从理论和试验中均表明可以有效加速DDT,更快更短距离形成爆震。
因此,相较于常规的Shchelkin弹簧等障碍物,本申请实施例的扰流管束有利于更快等短距离地形成爆震,因而有利于缩短爆震管1的长度,进而有利于减轻预爆管组件的重量。
在一种示例性的实施例中,扰流管束2的数量为多个,多个扰流管束2平行间隔设置,如图4和图5所示。
将湍流增强结构设在扰流段102内,可以避免对输入段101内的进料过程和点火过程产生不利影响,既有利于保证进料结构可以顺畅高效地将燃料和氧化剂输入预爆管1内,也有利于保证点火器12可以顺利地点燃燃料。
在一种示例性的实施例中,其中一个扰流管束2记为中心扰流管束,中心扰流管束的中心轴线与预爆管1的中心轴线共线,如图5所示。
其他扰流管束2环绕中心扰流管束,形成至少一个扰流环组;每个扰流环组包括沿预爆管1的周向间隔设置的多个扰流管束2,且每个扰流环组的多个扰流管束2的中心轴线与预爆管1的中心轴线的间距相等。
换言之,多个扰流管束2在预爆管1内以中心扰流管束为中心,大致呈环形阵列排布。这种均布式布局会使得氧化剂和燃料更高效地进入到扰流管束2中,试验表明这种布局也更容易形成爆震。
在一种示例性的实施例中,如图5所示,最外侧的扰流环组与预爆管1的内侧壁之间的径向间距记为第一间距;最内侧的扰流环组与中心扰流管束之间的径向间距记为第二间距,第二间距等于第一间距。沿预爆管1的径向相邻的任意两个扰流管束2之间的径向间距等于第二间距。
也就是说,所有的扰流管束2在预爆管1内均匀分布。这样,预爆管组件的结构较为规整,便于加工成型,也有利于更快更短距离地形成爆震。
在一种示例性的实施例中,如图4所示,预爆管1包括输入段101以及与输入段101相连的扰流段102。输入段101设置成与进料结构及点火器12相连。湍流增强结构设于扰流段102内,扰流段102远离输入段101的一端设置成与燃烧室连通。
输入段101和扰流段102可以设置成横截面积相等,即管径保持不变。而输出段103则设置为变径的缩管形式。这样,火焰经过扰流管束2的加速后,在扰流管束2末端处形成强爆燃或爆震,经过缩管的作用,形成C-J爆震(由发现该爆震的两个人的名字的首字母命名的爆震),然后进入燃烧室内。
其中,输入段101、扰流段102、输出段103可以设置成一体式结构,以减少部件数量,并提高预爆管1的连接强度;也可以局部或者全部设置成分体式装配结构,以降低湍流增强结构的安装难度。
在一种示例性的实施例中,如图4所示,预爆管1还包括与扰流段102远离输入段101的一端相连的输出段103,扰流段102通过输出段103与燃烧室连通。
沿着由输入段101指向输出段103的方向,输出段103的横截面积逐渐减小。
这样有利于进一步加剧燃烧以强化燃烧到爆震的转捩过程。并且,这样可以使预爆管组件的结构较为规整,便于加工成型。
在一种示例性的实施例中,扰流管束2的内直径大于爆轰胞格宽度,保证能够产生爆震。扰流管束2的长径比(长度与内直径的比值)大于10。
在一种示例性的实施例中,预爆管1内设有第一支架(图中未示出)和第二支架(图中未示出),扰流管束2的一端固定于第一支架,扰流管束2的另一端固定于第二支架。
第一支架和第二支架可以保证扰流管束2的稳定性和可靠性。
至于第一支架、第二支架的具体形式以及与扰流管束2的连接方式则不受限制。比如:第一支架、扰流管束2、第二支架可以焊接固定在一起。第一支架可以设置成孔板的形式,也可以设置格栅的形式。
在一种示例性的实施例中,所述预爆管装置还包括:进料结构,与预爆管1的进料口相连,设置成向预爆管1输入燃料和氧化剂。
在一种示例性的实施例中,进料结构包括:雾化喷嘴3,如图4、图6和图7所示。雾化喷嘴3设有燃料入口和氧化剂入口3311。雾化喷嘴3设置成将进入雾化喷嘴3内的液态燃料和气态氧化剂形成雾化油气送入预爆管1内。
进料结构包括雾化喷嘴3,雾化喷嘴3可以将燃料和氧化剂变成雾化油气的形式送入预爆管1内,使得燃料和氧化剂能够充分接触且混合更为均匀,有利于降低点火难度,从而提高点火成功率。
在工程应用中,液态燃料相对气态燃料,储能更高,安全性更好,航空发动机大多采用液态燃料作为推进剂。若预爆管1以气态燃料起爆需要增加额外的燃料存储装置,不利于减轻重量。而本方案可以采用液态燃料和气态氧化剂。液态燃料可以直接采用发动机推进剂,不需要自备额外的燃料,也无需增加气态燃料存储装置。而气态氧化剂可以直接采用空气,不需要自备额外的氧化剂。因此,本方案有利于简化旋转爆震发动机的结构,有利于减轻旋转爆震发动机的重量。
在一种示例性的实施例中,雾化喷嘴3包括:进料管31、燃料管32和进料座33,如图6所示。
其中,进料管31包括进料段311以及与进料段311相连的混合段312。混合段312远离进料段311的一端与预爆管1连通。
燃料管32插设于进料段311内。燃料管32与进料段311的内壁面之间的空间形成氧化剂通道313。燃料管32靠近混合段312的一端及氧化剂通道313靠近混合段312的一端与混合段312连通,以使燃料和氧化剂在混合段312内形成雾化油气。
进料座33与进料段311相连,并设有燃料入口和氧化剂入口3311。燃料入口与燃料管32连通,氧化剂入口3311与氧化剂通道313连通。
本方案中,雾化喷嘴3包括进料管31、燃料管32和进料座33。进料管31包括进料段311和混合段312。进料段311供燃料和氧化剂分别进入。混合段312供燃料和氧化剂混合并形成雾化油气。
燃料管32插在进料段311内,燃料管32可以与燃料供应装置连通,供燃料进入进料管31内与氧化剂进行混合。燃料管32与进料段311的内壁面之间的空间形成氧化剂通道313,因此氧化剂和燃料可以通过不同的通道分别进入进料管31。
进料座33的燃料入口可以与燃料供应装置相连,使得燃料可以经燃料入口进入燃料管32内。进料座33的氧化剂入口3311可以与氧化剂供应装置相连,或者氧化剂入口3311也可以直接与外界空气连通(空气作为氧化剂),使得氧化剂可以进入氧化剂通道313。
其中,进料座33与进料管31可以是一体式结构,有利于简化雾化喷嘴3的装配工序。进料座33与进料管31也可以是分体式装配结构,有利于简化各部分的结构,便于加工成型。
在一种示例性的实施例中,进料座33包括:第一座体331和第二座体332,如图6和图7所示。
其中,第一座体331与进料段311远离混合段312的一端相连,并设有氧化剂入口3311、连通氧化剂入口3311的进气通道3312以及与进料段311连通的安装腔3313。
第二座体332至少部分位于安装腔3313内。第二座体332内设有用于插装燃料管32的插孔以及与进气通道3312连通的环形过渡通道3323。插孔远离混合段312的一端形成燃料入口。环形过渡通道3323环绕燃料管32,环形过渡通道3323靠近氧化剂通道313的端面沿周向设有多个连通环形过渡通道3323与氧化剂通道313的整流孔3324。
本方案中,进料座33包括第一座体331和第二座体332。第一座体331设有氧化剂入口3311、进气通道3312和安装腔3313。第二座体332设有插孔和环形过渡通道3323,环形过渡通道3323设有多个整流孔3324。氧化剂依次经氧化剂入口3311、进气通道3312、环形过渡通道3323、多个整流孔3324进入氧化剂通道313内。整流孔3324可以起到整流作用。燃料管32插设于第二座体332的插孔内,被第二座体332支撑。
其中,第一座体331与进料管31可以为一体式结构,有利于简化雾化喷嘴3的装配工序;也可以为分体式装配结构,有利于简化各部分的结构,便于加工成型。第一座体331与第二座体332可以是一体式结构,有利于简化雾化喷嘴3的装配工序;也可以是分体式装配结构,有利于简化各部分的结构,便于加工成型。
比如:整流孔3324的数量为四个,四个整流孔3324沿环形过渡通道3323的周向均匀分布。进气通道3312垂直于进料管31的中心线。
在一个示例中,第二座体332包括依次相连的连接部3321和插装部3322,如图6所示。连接部3321位于安装腔3313外侧,并与第一座体331相抵靠。插装部3322位于安装腔3313内。插装部3322内设有支撑部3325以及环绕支撑部3325的环形过渡通道3323。插装部3322的一端与连接部3321相连,插装部3322远离连接部3321的一端设有多个整流孔3324。插孔沿进料管31的长度方向贯穿连接部3321和插装部3322。
插装部3322包括依次相连的实心部、过渡部。实心部与连接部3321相连。过渡部设有环形过渡通道3323和支撑部3325。插孔沿进料管31的长度方向贯穿连接部3321、插装部3322的实心部分以及支撑部3325。插装部3322沿进料管31长度方向的尺寸小于安装腔3313的长度。安装腔3313位于插装部3322与进料段311之间的部分的内径与进料段311的内径相等,有利于氧化剂顺畅进入进料管31。
在一种示例性的实施例中,沿着由进料段311指向混合段312的方向,混合段312的流通面积逐渐增大,如图6所示。
进料段311包括直筒段3111和缩颈段3112。直筒段3111、缩颈段3112、混合段312依次相连,直筒段3111的横截面积相等;沿着由直筒段3111指向混合段312的方向,缩颈段3112的横截面积逐渐减小。
换言之,混合段312形成扩张段,有利于减小雾化油气的压力,使雾化油气更充分更均匀地混合。
这样,便于利用燃料管32输出的液态燃料与氧化剂通道313的气态氧化剂,依靠两相射流的碰撞以及两相间气流气动力以及液体表面张力之间的相互作用进行燃油破碎,最后形成雾化油气。
在一个示例中,混合段312的相对于中心线的倾斜角度在8°至15°的范围内,如8°、10°、12°、15°等。
在一种示例性的实施例中,混合段312的直径小于直筒段3111的直径,这样有利于保证雾化油气的喷射速度,使雾化油气能够高效射入预爆管1内。
在又一种示例性的实施例中,点火管装置为射流点火管装置200,如图8和图9所示,可以向主燃烧室内输入热射流,利用热射流点燃主燃烧室内的燃料和氧化剂,使主燃烧室内形成稳定自持的爆震波。当多个射流点火管装置200同步点火起爆时,即可使主燃烧室内形成稳定自持的多波结构。
在一些实施例中,如图9所示,射流点火管装置200包括:射流点火管202、进料结构、点火器12和湍流增强结构。
其中,进料结构与射流点火管202相连,设置成向射流点火管202输入燃料和氧化剂。
点火器12与射流点火管202相连,设置成点燃燃料和氧化剂的混合物使射流点火管202内形成射流。
湍流增强结构设于射流点火管202,设置成加剧射流的湍流程度。
本申请实施例提供的射流点火装置,包括射流点火管202、进料结构、点火器12和湍流增强结构。射流点火管202是射流点火装置的主管路。进料结构用于向射流点火管202内输入燃料和氧化剂。点火器12用于点燃射流点火管202内的燃料和氧化剂,使得射流点火管202内形成热射流。湍流增强结构能够增加热射流的湍流程度,使得输入至RDE主燃烧室内的射流能量更大,湍流程度更高,因而更容易在更短的时间内在主燃烧室内转为爆震,成功起爆主燃烧室内的燃料,而不需要经过一段时间后才能转为爆震。
这样,一方面,进料结构输入射流点火管202内的燃料和氧化剂无需采用氢氧起爆等易于爆震的组分进行起爆,设计原理和结构相对简单;另一方面,也不需要采用隔膜来隔开主燃烧室和射流点火管202。
此外,相较于没有设置湍流增强结构的射流点火方式,本申请实施例中,受到湍流增强结构的湍流增强作用,射流点火管202输出至RDE主燃烧室内的射流为高湍流射流。高湍流射流非常接近爆震波,能量更大,湍流程度更高,使得射流能够以准爆震的形式(即不是爆震,但较为接近爆震,可以快速转为爆震)进入主燃烧室,因而能够以更短的时间转为爆震,在主燃烧室不需要经过一段时间后才能转为爆震,因而起爆时间更短。
其中,氧化剂可以为空气,也可以为氧气。燃料和氧化剂可以分别输入,也可以预混后输入。燃料可以为气态燃料,也可以为液态燃料。点火器12可以设在射流点火管202的侧壁,也可以设在射流点火管202远离主燃烧室的一端。进料结构可以设在射流点火管202的侧壁,也可以设在射流点火管202远离主燃烧室的一端。
在一种示例性的实施例中,射流点火管202的内直径D大于或等于射流在主燃烧室内形成的爆震波的胞格尺寸λ。射流点火管202的长度L与爆震波的胞格尺寸λ的比值大于或等于7。
在一种示例性的实施例中,射流点火管202的长度L与内直径D的比值大于或等于10,如10、15、20、5、100等。
对于射流点火管202尺寸的选择,研究结果表明,小直径的激波管管壁效应对低挥发性液滴云雾爆震试验结果有显著影响,故需要设计合理的射流点火管202的内直径和长度。
通过试验和研究后发现,将射流点火管202的长度L与内直径D采用上述设计,有利于缩短高湍流射流在RDE主燃烧室内转为爆震的时间,进而缩短RDE的点火起爆时间。
在一个示例中,射流点火管202的长度L与内直径D的比值等于10,这样既有利于缩短RDE的点火起爆时间,也有利于缩短射流点火管202的长度,进而有利于减小射流点火装置的体积和重量。
在一种示例性的实施例中,湍流增强结构包括设于射流点火管202内的弹簧204,如图9所示。
弹簧204可以为Shchelkin弹簧(由Shchelkin发现,在预爆管中设置螺旋弹簧能够极大缩短DDT过程,后被称为Shchelkin弹簧),这样便于射流点火管202输出的射流以准爆震的形式进入RDE的主燃烧室,进而快速转为爆震。
弹簧204可以通过焊接、支架连接等方式固定在射流点火管202内。
在一个示例中,弹簧204的外直径d与射流点火管202的内直径D满足:Br=1-d2/D2=0.43,Br为阻塞比。这样有利于进一步缩短主燃烧室内的DDT过程。
在一种示例性的实施例中,如图9和图10所示,湍流增强结构包括设于射流点火管202的出口处的孔板5。孔板5设有与射流点火管202连通的至少一个通孔51。
孔板5可以对射流点火管202出口处的射流起到进一步的扰流作用,使得输入至主燃烧室内的射流的能量更高,湍流程度更高。
在一个示例中,孔板5的开孔面积占孔板5的总面积的30%。
当然,孔板5的开孔面积占孔板5总面积的百分数可以根据需要进行调整。
在一个示例中,如图9和图10所示,通孔51的数量为一个,通孔51的中心线与射流点火管202的中心线共线,这样便于射流直接穿过通孔51输出至主燃烧室内。
如图9和图10所示,孔板5的外直径与射流点火管202的内直径相等,孔板5可以通过焊接、法兰连接等方式固定在射流点火管202的出口处。
其中,进料结构可以包括雾化喷嘴3,雾化喷嘴3可以与前述包括扰流管束2的预爆管装置100的雾化喷嘴相同,如图6和图7所示,在此不再赘述。点火器可以与前述包括扰流管束2的预爆管装置100的点火器12相同,在此不再赘述。
在另一种示例性的实施例中,点火管装置为电爆管点火装置300,如图11和图12所示,利用电爆管直接引爆烈性炸药形成的巨大能量直接起爆RDE主燃烧室内的燃料。
在一个实施例中,如图12所示,电爆管点火装置300包括:角线302、塑料壳304、点火药头306、结晶PETN 308(季戊四醇四硝酸酯,是一种有机化合物,是已知最强烈的炸药之一,别名太安、太恩)、钢内管310、RDX3102(黑索金,Hexogen,通用符号RDX,化学名为环三亚甲基三硝胺,又名为旋风炸药)、钝化RDX 3104(钝化黑索金)、半球形药型罩3106、点火器外壳3108、固定螺栓3110。半球形药型罩3106通过固定螺栓3110与点火器外壳3108固定连接。在点火器外壳3108内一次压入一遍药钝化RDX3104(质量400mg、压药压力39.1MPa)、二遍药RDX 3102(质量200mg、压药压力22.8MPa),在二遍药上端放入装有结晶PETN 308的钢内管310,钢内管310上端放入点火组件(塑料壳304、角线302和点火药头306),在卡口机上卡口,完成电爆管点火装置300的制作。
利用外径7mm的钢管装填平均粒径55μm的结晶PETN作为起爆装置,在桥丝电引火头、塑料导爆管、半导体桥点火条件下,成功装置好点火器。最底端的半球形药型罩能够形成聚能射流,在点火后被炸开供聚能射流进入主燃烧室,保证开孔大且均匀的优势下,提升点火装置的点火能力,并优化爆震波结构,使其安全快速地进入RDE主燃烧室内。
本方案采用的是直接起爆,利用电爆管直接引爆烈性炸药PETN形成强度巨大的爆震波,形成的巨大的能量直接引爆RDE主燃烧室内燃料。这种以烈性炸药引爆RDE主燃烧室,结构简单,不像预爆管一样还需要设计管路,管路中还需要障碍物等,烈性炸药结构简单,便于操作,为发动机节省出大量的空间和重量。
这种直接起爆方式,节省空间,起爆稳定,不需要冗余的复杂的燃烧转爆震设计,也使得点火成功率更好,点火能量更大,为发动机省出极大的空间和重量。
本申请实施例还提供了一种旋转爆震发动机,包括如上述实施例中任一项的点火装置,因而具有上述一切有益效果,在此不再赘述。
在一种示例性的实施例中,旋转爆震发动机为连续旋转爆震发动机。
与传统航空发动机相比,连续旋转爆震发动机的主体结构较简单,可以单独作为动力装置,其采用了环形燃烧室,燃料与氧化剂通过各自的供给装置,从其封闭端进入,经过旋转爆震波的作用后,从另一侧的出口排出其燃烧产物。由于采用了爆震燃烧的方式,燃烧温度高,反应时间短,污染物(如NOX)排放低。相比于同样以爆震方式燃烧的脉冲旋转爆震发动机,点火非常简单,只需单次点火,工作频率高,可以达到几千乃至上万赫兹。
本申请实施例还提供了一种点火方法,用于如上述实施例的旋转爆震发动机。点火方法包括:
控制多个预爆管装置1同步点火起爆。
本申请实施例提供的点火方法,可以控制多个预爆管装置1同时同步点火起爆,使得主燃烧室400内同时输入多个旋转方向相同的燃烧气流,进而在主燃烧室内形成多个旋转方向相同的爆震波,且多个爆震波可以保持稳定的相位差稳定传播,进而有利于主燃烧室400内稳定燃烧。
这有利于降低单个预爆管装置1点火起爆失败导致发动机不能启动的概率,且多个旋转方向相同的爆震波可以在主燃烧室400内相互叠加,有利于提高燃烧室的燃烧效率。因此,本申请实施例提供的点火方法,有利于提高旋转爆震发动机的爆震波的起爆成功率,并有利于提高燃烧室的燃烧效率。
在一种示例性的实施例中,在控制多个预爆管装置1同步点火起爆之前,点火方法还包括:
向主燃烧室400内输入燃料和氧化剂。
在点火起爆之前,先向主燃烧室400内输入燃料和氧化剂,可以使主燃烧室400内形成稳定的流场,便于点火起爆后,主燃烧室400内的燃料高效燃烧。
在一种示例性的实施例中,当点火管装置为预爆管装置100时,在控制多个点火管装置同步点火起爆之前,点火方法还包括:
向多个预爆管装置100内输入燃料与氧化剂。
在一种示例性的实施例中,预爆管装置1设有爆震腔和预混气入口111;向多个预爆管装置1内输入燃料与氧化剂,包括:
通过预混气入口111向多个预爆管装置1的爆震腔内输入当量比的气态燃料与气态氧化剂的预混物。
这样,输入预爆管1的是预先混合好的气态燃料与气态氧化剂的混合物,有利于燃料与氧化剂的均匀混合,进而有利于提高起爆成功率和燃烧效率,并且有利于减少预爆管1上的开口数量,进而有利于提高爆震腔的封闭性。
使用过程中,可以先将当量比的燃料和氧化剂输入并封闭在预爆管1内爆震腔内,然后点火器12再点火,有利于提高爆震波的起爆成功率。另一方面,这样有利于多个预爆管装置1内输入等量的燃料和氧化剂后同时同步起爆,进而得到多个稳定的爆震波,使进入主燃烧室400内的多个爆震波都能够稳定传播。
对于爆震管、点火器12以及隔膜14合围出爆震腔的方案,先夹持好隔膜14后使预爆管装置1内形成爆震腔,然后再通过预混气入口111输入气态燃料(如氢气)与气态氧化剂的预混物。
本申请实施例还提供了一种点火控制装置,包括处理器以及存储有计算机程序的存储器,处理器执行计算机程序时实现如上述实施例中任一的点火方法的步骤。
处理器可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本实用新型实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
下面介绍一个具体实施例。
该实施例提供了一种连续旋转爆震发动机,包括主燃烧室400和点火装置。点火装置包括两个预爆管装置1,如图1所示。
如图2所示,预爆管装置1包括点火器12、湍流增强结构13、预爆管1、隔膜14和夹持件15。
点火器12:点火器12是由高能点火器、点火头和密封卡扣组成。高能点火器点火能在40J至100J的范围内(如40J、50J、60J、70J、80J、90J、100J等)。高能点火器工作电压为交流电220V,频率为50HZ供电,经变压器升压、硅堆整流后变为高压直流、并经限流电阻向储能电容充电。经过一定时间后,当储能电容器上的电压达到放电管击穿电压时自动击穿放电管放电,使储能电容器上所储存的能量通过放电管、电感、高压电缆、导电杆加到半导体点火头上,使半导体点火头中心处产生高能电火花。当储能电容上的能量释放完后,放电管回复阻断状态。
点火器12中的电容经过一段时间充满电后,高压点火头中的高压极与负极击穿空气形成电火花,其点火能量可以通过得到:
E=1/2CU2,式中E为电火花的点火能量,单位为J;C为电容,单位为F;U为电容的充电电压,单位为V。
本实验中计算得到的电火花能量在为40J至100J的能量级范围内。
将点火器12的点火能设置在上述范围内,有利于DDT过程更快并且转戾长度缩短。
湍流增强结构13:如图2所示,采用Shchelkin弹簧,Shchelkin弹簧的螺旋线径为4mm,直径为24.2mm,螺纹间距为12mm,长度为115mm。该Shchelkin螺旋的阻塞比Br=1-d2/D2=0.43,其中D为预爆管1截面直径,d为Shchelkin螺旋直径。
预爆管1、隔膜14及夹持件15:预爆管1设有预混气入口111,隔膜14为BOPP膜片,夹持件15为夹持法兰。主要过程如下:预混气入口111冲入当量比氧气和氢气的混合气,点火器12产生高能电火花,点燃预混气后火焰经过Shchelkin螺旋弹簧加速并在短距离短时间内由爆燃转为爆震,爆震波冲破BOPP膜片后进入主燃烧室400。在主燃烧室400内,预爆管1中产生的高温高压的爆震波高效点燃主燃烧室400内燃料。
该实施例中,两个预爆管装置1异相位同步点火,即:采用180°间隔的两个预爆管装置1安装在主燃烧室400上,同时起爆两个预爆管装置1后在主燃烧室400内引爆燃料,形成稳定状态传播的同向双爆震波,增加了RDE的工作效率和点火成功率。
使用过程中,主要时序如下:
夹持BOPP薄膜——预爆管1中冲入氢气氧气的预混气——RDE的主燃烧室400内喷注燃料使得流场稳定——两个预爆管装置1同时点火——两个预爆管装置1中的爆震波同时进入RDE的主燃烧室400内点燃燃料——RDE中形成稳定的同向的双波结构。
夹持BOPP薄膜的操作可以由操作人员手动操作进行。
综上所述,本实施例提供的点火装置、旋转爆震发动机及其点火方法和点火控制装置,具有以下有益效果:在主燃烧室上安装两个预爆管装置,采用异相位同步点火RDE的方法,通过控制预爆管装置和RDE的时序,可以在RDE的主燃烧室中形成同向双波结构;预爆管内采用Shchelkin螺旋弹簧、BOPP薄膜、高能点火器等结构,保证了快速形成爆震波;这种双预爆管装置的点火方式是的RDE的爆震波的成功率和燃烧效率进一步提升。
在上述任意一个或多个示例性实施例中,所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任一组合来实施。如果以软件实施,那么功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或经由计算机可读介质传输,且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包含对应于例如数据存储介质等有形介质的计算机可读存储介质,或包含促进计算机程序例如根据通信协议从一处传送到另一处的任何介质的通信介质。以此方式,计算机可读介质通常可对应于非暂时性的有形计算机可读存储介质或例如信号或载波等通信介质。数据存储介质可为可由一个或多个计算机或者一个或多个处理器存取以检索用于实施本公开中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可包含计算机可读介质。
举例来说且并非限制,此类计算机可读存储介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、快闪存储器或可用来以指令或数据结构的形式存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它介质。而且,还可以将任何连接称作计算机可读介质举例来说,如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输指令,则同轴电缆、光纤电缆、双纹线、DSL或例如红外线、无线电及微波等无线技术包含于介质的定义中。然而应了解,计算机可读存储介质和数据存储介质不包含连接、载波、信号或其它瞬时(瞬态)介质,而是针对非瞬时有形存储介质。如本文中所使用,磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘或蓝光光盘等,其中磁盘通常以磁性方式再生数据,而光盘使用激光以光学方式再生数据。上文的组合也应包含在计算机可读介质的范围内。
举例来说,可由例如一个或多个数字信号理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路等一个或多个处理器来执行指令。因此,如本文中所使用的术语“处理器”可指上述结构或适合于实施本文中所描述的技术的任一其它结构中的任一者。另外,在一些方面中,本文描述的功能性可提供于经配置以用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内,或并入在组合式编解码器中。并且,可将所述技术完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。
本公开实施例的技术方案可在广泛多种装置或设备中实施,包含无线手机、集成电路(IC)或一组IC(例如,芯片组)。本公开实施例中描各种组件、模块或单元以强调经配置以执行所描述的技术的装置的功能方面,但不一定需要通过不同硬件单元来实现。而是,如上所述,各种单元可在编解码器硬件单元中组合或由互操作硬件单元(包含如上所述的一个或多个处理器)的集合结合合适软件和/或固件来提供。
在本实用新型中的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”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;术语“安装”、“连接”、“固定连接”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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式,并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员,在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本实用新型的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定为准。
Claims (11)
1.一种点火装置,用于旋转爆震发动机,其特征在于,所述点火装置包括:
多个点火管装置,安装在所述旋转爆震发动机的主燃烧室上,并沿所述主燃烧室的周向间隔设置,且所述多个点火管装置设置成同步点火以向所述主燃烧室输入多个旋转方向相同的燃烧气流,以使所述主燃烧室内能够形成自持传播的多爆震波结构。
2.根据权利要求1所述的点火装置,其特征在于,
所述点火管装置设置成沿所述主燃烧室的切向向所述主燃烧室输入燃烧气流。
3.根据权利要求2所述的点火装置,其特征在于,
所述点火管装置的数量为两个,两个所述点火管装置沿所述主燃烧室的周向均匀分布。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的点火装置,其特征在于,所述点火管装置为预爆管装置;所述预爆管装置包括:
预爆管,所述预爆管设有进料口,所述进料口设置成向所述预爆管内输送燃料和氧化剂;和
点火器,与所述预爆管相连,设置成点燃所述燃料和所述氧化剂的混合物,以使所述预爆管内形成爆震波。
5.根据权利要求4所述的点火装置,其特征在于,所述预爆管装置还包括:
湍流增强结构,设于所述预爆管内,用于加剧燃烧以强化燃烧到爆震的转捩过程。
6.根据权利要求5所述的点火装置,其特征在于,所述湍流增强结构包括:
螺旋弹簧;或者
扰流管束,所述扰流管束沿所述预爆管的长度方向延伸,且所述扰流管束的两端敞开设置,所述扰流管束的数量为多个,多个所述扰流管束平行间隔设置。
7.根据权利要求4所述的点火装置,其特征在于,
所述预爆管装置还包括与所述预爆管相连的封挡机构,所述封挡机构、所述点火器以及所述预爆管合围出爆震腔。
8.根据权利要求7所述的点火装置,其特征在于,所述封挡机构包括:
隔膜,所述隔膜封挡所述预爆管靠近所述主燃烧室的一端,设置成在爆震波的冲击下破裂以使所述爆震波进入所述主燃烧室;和
夹持件,与所述预爆管相连,设置成夹持固定所述隔膜。
9.根据权利要求4所述的点火装置,其特征在于,
所述进料口设置成预混气入口,所述预混气入口设置成供气态燃料与气态氧化剂的预混物输入所述预爆管;和/或
所述点火器包括高能点火器。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的点火装置,其特征在于,
所述点火管装置为射流点火管装置;或者
所述点火管装置为电爆管点火装置。
11.一种旋转爆震发动机,其特征在于,包括如权利要求1至10中任一项所述的点火装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202320223057.2U CN219317058U (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 旋转爆震发动机及其点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202320223057.2U CN219317058U (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 旋转爆震发动机及其点火装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN219317058U true CN219317058U (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=87033639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202320223057.2U Active CN219317058U (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 旋转爆震发动机及其点火装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN219317058U (zh) |
-
2023
- 2023-01-31 CN CN202320223057.2U patent/CN219317058U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113294264B (zh) | 基于针栓喷注器的双组元变推力旋转爆震火箭发动机 | |
US10823398B2 (en) | Swirl torch igniter | |
US6062018A (en) | Pulse detonation electrical power generation apparatus with water injection | |
US10060618B2 (en) | Pressure-gain combustion apparatus and method | |
US8082725B2 (en) | Electro-dynamic swirler, combustion apparatus and methods using the same | |
US5513489A (en) | Rotary valve multiple combustor pulse detonation engine | |
CN104154567B (zh) | 一种旋转爆震燃烧室 | |
CN204042975U (zh) | 一种旋转爆震燃烧室 | |
CN101852148A (zh) | 应用气动谐振点火技术的气氧/煤油点火器 | |
CN116085148A (zh) | 一种预爆管组件、点火装置和旋转爆震发动机 | |
CN111664026B (zh) | 一种旋转爆震发动机盘状环腔型高能起爆器 | |
CN115977834A (zh) | 旋转爆震发动机及其点火装置、点火方法和点火控制装置 | |
CN219317058U (zh) | 旋转爆震发动机及其点火装置 | |
RU2333423C2 (ru) | Способ инициирования детонации в горючих смесях и устройство для его осуществления | |
CN111594341B (zh) | 一种旋转爆震发动机单向起爆装置 | |
US20050138933A1 (en) | Pulse detonation engine and method for initiating detonations | |
CN115467760A (zh) | 一种基于非平衡等离子体起爆和供气的旋转爆震发动机 | |
US20220252004A1 (en) | Radial pre-detonator | |
US3365880A (en) | Combustion apparatus for producing a high kinetic energy working gas stream and method of its use | |
CN107218155B (zh) | 一种脉冲预引爆可稳定工作的爆震发动机 | |
CN112780418B (zh) | 一种微尺度爆震波衰减激波聚焦起爆器 | |
CN110761898B (zh) | 一种利用微尺度螺旋通道产生超焓爆轰的装置 | |
CN219317057U (zh) | 一种预爆管组件、点火装置和旋转爆震发动机 | |
CN117846819B (zh) | 一种连续爆轰发动机的预爆轰管装置及其控制方法 | |
CN220453713U (zh) | 喷粉机构及旋转爆震发动机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |