[发明专利]并联式多路滑动弧等离子体点火器及超燃冲压发动机

说明书

并联式多路滑动弧等离子体点火器及超燃冲压发动机，包括圆柱形绝缘体、多个钨针电极、放电支路和电源，所述圆柱形绝缘体外套装有筒状的金属外壳，金属外壳作为放电地极，通过导线与大地连接；所述多个钨针电极作为多个放电阳极，所述多个钨针电极围绕圆柱形绝缘体的中心轴线呈圆周均匀分布在圆柱形绝缘体中，各钨针电极的顶端均伸出圆柱形绝缘体之外，各钨针电极的底端均通过导线对应连接一路放电支路，各放电支路并联后连接电源，形成并联式多路放电电路。本发明能够实现多路滑动弧等离子体放电，同时通过并联式多路放电电路，能够显著增加瞬时功率和局部区域的功率密度，有助于生产更大的初始火核，缩短点火时间，提高点火成功率。

技术领域

本发明属于超燃冲压发动机技术领域，具体涉及一种并联式多路滑动弧等离子体点火器及超燃冲压发动机。

背景技术

研制超燃冲压发动机所面临的主要挑战在于来流速度快，燃料与空气的混合不充分，多次可靠重复点火非常困难，犹如“在十二级台风中点燃一根火柴”。

超燃冲压发动机的主要的点火方案为雷管点火和火花塞点火。雷管点火的使用次数有限，高空熄火后无法重复使用，且雷管爆炸时产生强烈的冲击波，可能使得局部当量比过低，导致点火失败。火花塞点火可燃边界窄，火花塞产生的初始火核无法维持并逐渐熄灭，火花塞在宽范围内无法实现冷煤油点火，初始火核会被冷煤油淬灭。

(1)火花塞点火边界窄，无法实现宽范围和极端工况条件下的可靠点火。

(2)雷管点火的使用次数有限，难以重复使用，且对燃烧流场扰动较大。

发明内容

针对现有技术存在的超燃冲压发动机点火困难的问题，本发明提供一种并联式多路滑动弧等离子体点火器及超燃冲压发动机。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

并联式多路滑动弧等离子体点火器，包括圆柱形绝缘体、多个钨针电极、放电支路和电源，放电支路的数目与钨针电极的数目相同；

所述圆柱形绝缘体外套装有筒状的金属外壳，金属外壳作为放电地极，通过导线与大地连接；

所述多个钨针电极作为多个放电阳极，所述多个钨针电极围绕圆柱形绝缘体的中心轴线呈圆周均匀分布在圆柱形绝缘体中；各钨针电极的顶端作为放电端，均伸出圆柱形绝缘体之外；各钨针电极的底端均通过导线对应连接一路放电支路，各放电支路并联后连接电源，形成并联式多路放电电路。

优选地，本发明各路放电支路上连接有耦合电容，耦合电容一端通过导线分别与钨针电极相连，耦合电容的另一端通过导线与电源相连。

优选地，本发明中钨针电极有6个。

优选地，本发明中电源为大功率交流等离子体电源，额定功率为5000W。

优选地，本发明中耦合电容的电容值为10-100pF，电压值为35KV。

优选地，本发明中钨针电极直径为1mm，各钨针电极与圆柱形绝缘体中心的距离为10mm，圆柱形绝缘体的直径为40mm。

本发明提供一种超燃冲压发动机，包括燃烧室，燃烧室壁面为金属壁面，燃烧室内安装有上述任一种并联式多路滑动弧等离子体点火器。

进一步地，燃烧室内设置有凹腔，并联式多路滑动弧等离子体点火器安装在凹腔的底壁中，并联式多路滑动弧等离子体点火器其圆柱形绝缘体的顶面与凹腔底壁面齐平，圆柱形绝缘体外围的金属外壳以及凹腔中的燃烧室壁面均作为放电地极，通过导线与大地连接。并联式多路滑动弧等离子体点火器的安装方式不限，如可以在凹腔的底壁上开设有带螺纹的安装孔，并联式多路滑动弧等离子体点火器的金属外壳上设置有螺纹，这样通过螺纹连接将并联式多路滑动弧等离子体点火器安装在凹腔的底壁中。