[发明专利]一种超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统

权利要求书

1.一种超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统，其特征在于，包括爆震波状态监测系统、信息分析模块以及扩张壁面调节控制系统，所述扩张壁面调节控制系统包括扩张壁面以及扩张壁面动力系统，在超燃冲压发动机的燃烧室壁面中至少设置有一块能够调整其壁面扩张角度的扩张壁面，所述扩张壁面与扩张壁面动力系统连接能够在扩张壁面动力系统的驱动下实现其扩张角度的调整，所述爆震波状态监测系统用于实时监测爆震波的传播位置以及传播状态，所述爆震波状态监测系统与信息分析模块连接，所述信息分析模块与扩张壁面调节控制系统中的扩张壁面动力系统连接，信息分析模块根据爆震波的传播位置以及传播状态控制扩张壁面动力系统进而实现对扩张壁面其扩展角度的控制；

在超燃冲压发动机燃烧室内设定波面临界位置、动态驻定位置、爆震波前传阈值位置以及爆震波后传阈值位置，当爆震波位置到达设定的波面临界位置时，爆震波存在衰减后传或者过驱前传的可能性；当爆震波处于动态驻定位置时表明爆震波的自持传播处于一种相对稳定状态；

当爆震波状态监测系统检测到爆震波波面位置达到设定的波面临界位置，此时信息分析模块控制扩张壁面调节控制系统，开启扩张壁面动力系统；当爆震波的传播状态为衰减后传且爆震波达到爆震波后传阈值位置时，减小扩张壁面扩张角度，促使爆震波前传，直至到达相对稳定的动态驻定位置；当爆震波的传播状态为过驱前传且爆震波达到爆震波前传阈值位置时增加扩张壁面扩张角度，促使爆震波后传，直至到达相对稳定的动态驻定位置；当爆震波状态监测系统监测到爆震波达到动态驻定位置时，关闭扩张壁面调节控制系统，从而整体上实现爆震波相对动态稳定传播，从而产生持续推力。

2.根据权利要求1所述的超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统，其特征在于，所述爆震波状态监测系统是通过对超然冲压发动机燃烧室壁面的压力测量而实现对爆震波的传播位置以及传播状态的监测；所述爆震波状态监测系统是安装在超然冲压发动机的燃烧室壁面上的多个压力传感器。

3.根据权利要求2所述的超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统，其特征在于，多个压力传感器沿超燃冲压发动机的燃烧室的长度方向等间距安装，多个压力传感器用于检测燃烧室不同位置处的燃烧室壁面压力进而实现实时监测爆震波的传播位置，在燃烧室内的波面临界位置处对应的燃烧室壁面上、燃烧室内的动态驻定位置处对应的燃烧室壁面上、在燃烧室内的爆震波前传阈值位置处对应的燃烧室壁面上以及在燃烧室内的爆震波后传阈值位置处对应的燃烧室壁面上均设置有压力传感器。

4.根据权利要求3所述的超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统，其特征在于，所有压力传感器均与信息分析模块连接，信息分析模块根据各压力传感器采集到的压力信息，判断爆震波的传播位置以及传播状态，并根据爆震波的传播位置以及传播状态控制扩张壁面调节控制系统的动作；

各压力传感器将其监测到的燃烧室壁面压力传送给信息分析模块，当位于波面临界位置处对应的燃烧室壁面上的压力传感器检测到爆震波波面位置达到设定的波面临界位置，此时信息分析模块控制扩张壁面调节控制系统，开启燃烧室扩张壁面；当爆震波的传播状态为衰减后传且爆震波达到爆震波后传阈值位置时，减小扩张壁面扩张角度，促使爆震波前传，直至到达相对稳定的动态驻定位置；当爆震波的传播状态为过驱前传且爆震波达到爆震波前传阈值位置时增加扩张壁面扩张角度，促使爆震波后传，直至到达相对稳定的动态驻定位置；当位于动态驻定位置的压力传感器监测爆震波达到动态驻定位置时，关闭扩张壁面调节控制系统，从而整体上实现爆震波相对动态稳定传播，从而产生持续推力。

5.根据权利要求1所述的超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统，其特征在于，所述超燃冲压发动机燃烧室内设置有用于安装扩张壁面的活动关节，所述扩张壁面能够在扩张壁面动力系统的驱动下围绕该活动关节转动进而调节其扩展角度。

6.根据权利要求1或5所述的超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统，其特征在于，所述扩张壁面动力系统采用液压驱动或电机驱动。

7.根据权利要求1或5所述的超声速气流中爆震动态稳定传播的动边界控制系统，其特征在于，所述扩张壁面动力系统包括动力源以及连接在动力源与扩张壁面之间的传动机构，所述传动机构为齿轮传动机构、皮带传动机构或者连杆传动机构。