[发明专利]具有旋转爆震燃烧系统的发动机

说明书

一种布雷顿循环发动机，包括沿纵向方向延伸的纵向壁。纵向壁限定发动机的气体流径。支柱在纵向壁之间延伸穿过气体流径。内壁组件从纵向壁和支柱延伸到气体流径中。内壁组件和支柱一起在内壁组件上游在气体流径中限定多个爆震燃烧区域。

技术领域

本主题涉及用于布雷顿循环机器的连续爆震燃烧系统。

背景技术

包括燃气涡轮、冲压式喷气发动机和超燃冲压式喷气发动机的推进系统通常使用爆燃燃烧系统来喷燃燃料/氧化剂混合物以产生燃烧气体，燃烧气体膨胀并释放以产生推力。虽然这种推进系统通过稳定地改进构件效率以及增大压力比和峰值温度已达到高水平的热力学效率，但是本领域仍然乐意接受进一步的改进。

更特别地，大体上期望进一步改进燃烧过程的稳定性。更确切地说，对于应用于燃气涡轮推力增强器/后燃器或涡轮间喷燃器系统、冲压式喷气发动机和超燃冲压式喷气发动机的燃烧系统而言，进一步的改进是期望的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地得到阐述，或可根据描述而显而易见，或可通过实践本发明而习知。

本公开内容涉及一种布雷顿循环发动机。发动机包括沿纵向方向延伸的纵向壁。纵向壁限定发动机的气体流径。支柱在纵向壁之间延伸穿过气体流径。内壁组件从纵向壁和支柱延伸到气体流径中。内壁组件和支柱一起在内壁组件上游在气体流径中限定多个爆震燃烧区域。

在各种实施例中，支柱包括前壁和后壁，它们各自从纵向壁延伸穿过气体流径的深度。轴向壁在前壁和后壁之间延伸。在一个实施例中，轴向壁相对于发动机的轴向中心线沿切向方向在气体流径内延伸。

在各种实施例中，发动机进一步限定将第一燃料流提供至爆震燃烧区域的第一燃料喷射端口，以及为在爆震燃烧区域下游的燃烧过程提供第二燃料流的第二燃料喷射端口。在一个实施例中，第一燃料喷射端口可独立于第二燃料喷射端口受控。在另一个实施例中，在多个爆震燃烧区域处的第一燃料喷射端口中的两个或更多个可单独受控。在一个实施例中，纵向壁限定将第一燃料流提供至爆震燃烧区域的第一燃料喷射端口。在另一个实施例中，内壁组件限定将第一燃料流提供至爆震燃烧区域的第一燃料喷射端口。在又一个实施例中，内壁组件限定在爆震燃烧区域下游提供第二燃料流的第二燃料喷射端口。

在另外各种实施例中，内壁组件包括邻近爆震燃烧区域延伸至气体流径中的上游面。在一个实施例中，上游面限定成凹入的，以便朝下游方向突出到内壁组件中。在另一个实施例中，上游面限定成相对于纵向壁大致垂直。

在一个实施例中，内壁组件延伸至气体流径的深度的大致35%或更少。

在另一个实施例中，纵向壁限定二维气体流径，该二维气体流经限定高度和宽度。支柱沿气体流径的高度延伸。

在又一个实施例中，纵向壁限定第一纵向壁和第二纵向壁，它们各自围绕发动机的轴向中心线以环形延伸。第一纵向壁在第二纵向壁的径向外侧。支柱在第一纵向壁和第二纵向壁之间延伸。

在各种实施例中，纵向壁进一步限定：燃烧区段，内壁组件设置在该燃烧区段处；以及入口区段，其以串流布置在燃烧区段上游。在一个实施例中，入口区段构造成允许超音速氧化剂流至燃烧区段。在另外各种实施例中，纵向壁限定在入口区段处的轮廓以将亚音速氧化剂流提供至燃烧区段。在一个实施例中，纵向壁进一步限定排气区段，其以串流布置在燃烧区段下游。在另一个实施例中，纵向壁限定用以加速来自燃烧区段的燃烧气流的喷嘴。

技术方案1. 一种布雷顿循环发动机，所述发动机包括：

纵向壁，其沿纵向方向延伸，其中所述纵向壁限定所述发动机的气体流径；

支柱，其在所述纵向壁之间延伸穿过所述气体流径；以及

内壁组件，其从所述纵向壁和所述支柱延伸到所述气体流径中，其中所述内壁组件和支柱一起在所述内壁组件上游在所述气体流径中限定多个爆震燃烧区域。