[发明专利]一种用于连续旋转爆震发动机的短距紧凑点火起爆装置

说明书

本发明公开一种用于连续旋转爆震发动机的短距紧凑点火起爆装置，属于燃气涡轮发动机技术领域。本装置采用弯管方式紧凑布置预爆震管，在点火器点火后预爆管内火焰发展成为爆震波，在保证出口高温高压的情况下减小了轴向长度；同时预爆管布置在连续旋转爆震发动机的内部闲置空间，可以减少连续旋转爆震发动机整体所占空间，为连续旋转爆震发动机点火起爆提供思路。本发明主要用在连续旋转爆震发动机领域，可以有效解决连续旋转爆震发动机直接点火起爆需要的能量较大、传统直管布置点火起爆占用较大空间和阻力损失较大等问题，同时其原理还可以应用到其他类型的发动机上，实现类似的目的。

技术领域

本发明专利涉及一种用于连续旋转爆震发动机的短距紧凑点火起爆装置，属于燃气涡轮发动机技术领域。

背景技术

连续旋转爆震发动机(Continuous Rotating Detonation Engine，简称CRDE)是一种利用旋转爆震波在环形燃烧室内连续旋转传播产生推力的发动机。其基本原理是可燃反应物通过环形布置的微型喷管喷注入环形燃烧室。当在某处起爆时，燃烧波沿周向逐渐发展成旋转爆震波，在旋转爆震波位置高温高压，附近进气喷管无法进燃料；当旋转爆震波传播到其他位置处，由于出口处排气使得进口处压力降低，降到喷注总压以下时，喷管又可以重新进气；当旋转爆震波再次传到该处，此处由于已存在新鲜燃料，旋转爆震波便可以继续传播。

连续旋转爆震发动机由于采用旋转爆震组织燃烧，相比于传统发动机具有更高的推进效率，还有缩短燃烧室长度、减少了整体结构质量等优点，其旋转爆震波的传播频率可高达kHz量级，可在宽来流范围内稳定自持。专利“连续旋转爆震坦克”，专利公开号：CN106337738B，该发明提出了一种连续旋转爆震坦克,旋转爆震燃烧室后接涡轮装置，实际工作时驱动机构的动力涡轮在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动以用于对坦克主体做功，该专利特点是采用了旋转爆震技术,其燃烧效率高、稳定性和可靠性好、节省了燃料、延长了使用寿命，该专利短时间内还无法实际应用。专利“探入式旋转爆震发动机单向起爆装置”，专利公开号：CN104612821B，该发明公开了一种探入式旋转爆震发动机单向起爆装置，该装置主要包括用于固定的安装座，与安装座滑动配合的预爆管，转接装置，限位的安装座端盖和弹性元件。该发明特点在于能够单向起爆旋转爆震波发动机，而发动机正常工作期间不影响燃烧室内爆震波的旋转传播，且克服了发动机再启动问题，但该装置增加了发动机的整体结构，且在实际使用中空间利用率不高。专利“一种旋转爆震燃烧室”，专利公开号：CN104154567B，该发明公开了一种能够使旋转爆震波填充整个环腔的新型燃烧室设计，通过模型内附装螺旋障碍物，强化了爆震波并且能使燃烧过程更加稳定，但额外装置的增加会使整体结构复杂化，降低了发动机的比冲。专利“一种旋转爆震燃气轮机”，专利公开号：CN104153884A，该发明公开了一种使用旋转爆震发动机与涡轮组合的装置，该装置利用旋转爆震发动机自增压的特点，有效组合旋转爆震发动机与目前已有的燃气轮机，利用了爆震热力循环更高的特点，后加燃气轮机用于发电或提高轴功输出，该装置使用火花塞点火，结构简单但其实际点火的难度较大，不易产生旋转爆震波。

连续旋转爆震发动机在起爆时需要快速形成旋转爆震波，这就要求较高的点火能量；点火后形成的旋转爆震波单向传播而不能爆震波对撞，需要考虑点火的角度；同时传统点火采用的预爆管长度较长，难以真正运用于实际发动机上，又希望点火装置所占的空间较小。

发明内容

发明目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种用于连续旋转爆震发动机的短距紧凑点火起爆装置。该装置布置在发动机内部，可以有效利用内部未使用的空间，并且采用弯管减小轴向长度；在预爆管出口考虑使起爆后的旋转爆震波单向传播，兼顾传统的切向布置与垂直布置的优点，设计了新的布置方式。

技术方案：

一种用于连续旋转爆震发动机的短距紧凑点火起爆装置，包括连续旋转爆震发动机的外环面及内环面、外环面连接法兰、内环面连接法兰、光学玻璃观察窗、观察窗固定法兰、预爆管以及雾化部件；