[实用新型]一种水下气液两相发动机的气泡发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体为一种水下气液两相发动机的气泡发生器。

背景技术

水下气液两相发动机是利用爆震燃烧产生高温高压燃气，燃气与掺混腔内的水混合形成气液两相混合物，混合物在喷管内进一步加速，在加速过程中气泡膨胀对水做功，使水在喷管出口速度大于入口速度，从而产生推力。在专利号为ZL 201120185634.0中文件中公开了一种气液两相发动机，其在启动时，气泡溢出壁面通孔后，气泡在前后两个方向都有膨胀，造成了额外的能量损失，从而导致此气液两相发动机静止时启动缓慢，达到最大推力并稳定工作的时间较长。另外，该气液两相发动机气泡发生管是圆筒状的，气流从前到后流动过程中，由于有气泡不断溢出管壁，导致后部气压降低，膨胀做功能力会不断减弱。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种水下气液两相发动机的气泡发生器，其管壁通孔向后倾斜，在发动机启动过程中，气泡溢出时有向后的初速度，更易于气泡向后膨胀，对水做功产生推力；气泡发生管有一定的收敛角度，可以延缓气泡溢出后管内的压力下降，更有益于气流对水做功。

技术方案

本实用新型的技术方案为：

所述一种水下气液两相发动机的气泡发生器，包括连接法兰和气泡发生管；气泡发生管入口与水下气液两相发动机的爆震管出口通过连接法兰同轴固定连接；在气泡发生管管壁上沿轴向均匀开有若干排壁面通孔，同一排的壁面通孔沿管壁周向均匀分布，且同一排的壁面通孔孔径相同；其特征在于：气泡发生管为从入口到出口收缩的管状结构，收缩角为1.0°～2.3°；气泡发生管壁面通孔孔径为1mm～8mm，壁面通孔总面积不超过气泡发生管侧壁面积的5％，从气泡发生管入口到出口，壁面通孔孔径分段逐渐增大；壁面通孔中心轴线与气泡发生管中心轴线夹角为40°～60°，壁面通孔出口朝向气泡发生管出口方向。

有益效果

本实用新型提出的一种水下气液两相发动机气泡发生管，一方面，在发动机启动过程中，高压燃气通过壁面通孔与掺混腔内的水掺混形成气泡，通过开孔方向控制气泡的膨胀方向，在发动机初始启动时就有向后的初速度，使水在掺混腔内产生更大的有效推力；另一方面，高压燃气通过气泡生成管过程中，由于管道是收敛的，延缓了气体由壁面通孔溢出使流量下降而造成压力下降，有益于更好地排水做功。

附图说明

图1：本实用新型所用于发动机的结构示意图；

图2：本实用新型的半剖图；

图3：电磁阀和点火器的控制时序图；

其中：1、燃料电磁阀；2、氧化剂电磁阀；3、点火器；4、隔离器电磁阀；5、爆震管；6、Shchelkin螺旋；7、连接法兰；8、壁面通孔；9、气泡发生管；10、扩压器；11、掺混腔；12、喷管；13、支承肋板。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图1，该实施例中的水下气液两相发动机包括爆震管5、气泡发生管9、扩压器10、掺混腔11和喷管12。

本实施例中，爆震管5采用的是“L”形管状结构，其中封闭端为竖直方向，高温燃气和爆震波的出口端为水平方向。在爆震管封闭端端面上安装有点火器3，封闭端侧面上开有燃料进口和氧化剂及隔离剂进口，通过燃料电磁阀1、氧化剂电磁阀2和隔离器电磁阀4进行控制。为了在爆震管内快速形成爆震波，确保实现爆震管每次点火产生的燃烧波传至爆震管出口时已经转变为爆震波的目的，在爆震管5内壁焊有一段Shchelkin螺旋6作为爆震增强装置。采用的燃料为航空煤油，氧化剂为压缩氧气，隔离气为压缩氮气；点火器3为防水火花塞，点火能量为50mJ。发动机内燃料和氧化剂的供给压力均大于掺混腔11内水压，航空煤油/氧气混合物的当量比约为1.0。