[发明专利]一种非线性爆震燃烧室

说明书

本发明提供一种非线性爆震燃烧室，包括从入口端到出口端依次连通的氧化剂和燃料喷注组件、燃烧室组件和尾喷管组件；氧化剂和燃料喷注组件包括外接燃料入口、外接氧化剂入口、氧化剂稳压腔和燃料稳压腔，外接燃料入口和燃料稳压腔连通，外接氧化剂入口和氧化剂稳压腔连通，氧化剂稳压腔的出口端和燃料稳压腔的出口端均与燃烧室组件的入口端连通；燃烧室组件包括壳体、环缝爆震燃烧室和燃烧室内环体，燃烧室外管壳体同轴套设在燃烧室内环体的外部，环缝爆震燃烧室为燃烧室外管壳体和燃烧室内环体之间的环缝间隙；尾喷管组件包括尾喷管，尾喷管的入口端与燃烧室组件的出口端连通。通过非线性设计，可解决不同场景下应用连续旋转爆震发动机的问题。

技术领域

本说明书涉及连续爆震燃烧室领域，具体涉及一种非线性爆震燃烧室。

背景技术

自然界中存在缓燃燃烧和爆震燃烧两种燃烧方式，缓燃燃烧的火焰传播速率相对较低，内燃机、航空发动机和燃气轮机等动力装置内的燃烧方式均为缓燃燃烧；爆震燃烧的特点在于燃烧区的上游为激波结构，激波与燃烧区耦合在一起传播，爆震燃烧的火焰传播速度远高于缓燃燃烧，通常能达到数千米每秒。

航空航天领域竞争越来越激烈，对于空天领域关键革新技术的研究越来越引起各个国家的重视。近年来，伴随着对高超音速飞行器及单级入轨动力系统的研究的不断深入，新型连续旋转爆震发动机技术得到了快速的发展。研究表明，基于爆震燃烧的推进技术能够极大的减低燃油消耗，大幅度提高动力装置的比冲特性，对拓宽吸气式飞行器工作包线、提升现有武器装备经济性和性能具有重要的意义。作为一种可以弯道超车的领先技术，对其全面深入的研究显得更加的迫切。

连续旋转爆震发动机是一种利用爆震燃烧的动力技术，总结其特点及优势在于：一、只需要一次成功起爆，爆震波即可沿燃烧室圆周方向连续传播；二、燃烧速率快，放热强度大，燃烧室结构紧凑，可以缩短发动机长度；三、具有增压特性，可以减少涡轮发动机压气机级数或降低冲压发动机进气道总压损失，有利于简化推进系统设计，提高发动机推重比；四、可用吸气式模态或火箭式模态工作，工作范围可从亚声速到高马赫数的超声速变化。因此，连续旋转爆震发动机的研究逐渐引起了科技界的广泛关注。

当前对于连续旋转爆震发动机的研究取得了较多的成果和积累了比较多的经验，但是针对其爆震燃烧室最小截面、最短长度、非直线流道等的研究比较少。当前研究得比较多的均是针对爆震燃烧室的横截面，但是相对于横截面对压力波的形成和转化成爆震波的周向传播和轴向传播的影响，非线流道研究得相对较少。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种非线性爆震燃烧室，以解决不同场景下应用连续旋转爆震发动机的问题。

本说明书实施例提供以下技术方案：

一种非线性爆震燃烧室，包括从入口端到出口端依次连通的氧化剂和燃料喷注组件、燃烧室组件和尾喷管组件；

氧化剂和燃料喷注组件包括外接燃料入口、外接氧化剂入口、氧化剂稳压腔和燃料稳压腔，外接燃料入口和燃料稳压腔连通，外接氧化剂入口和氧化剂稳压腔连通，氧化剂稳压腔的出口端和燃料稳压腔的出口端均与燃烧室组件的入口端连通；

燃烧室组件包括燃烧室外管壳体、环缝爆震燃烧室和燃烧室内环体，燃烧室外管壳体同轴套设在燃烧室内环体的外部，环缝爆震燃烧室为燃烧室外管壳体和燃烧室内环体之间的环缝间隙；

尾喷管组件包括尾喷管，尾喷管的入口端与燃烧室组件的出口端连通。

进一步地，燃烧室组件具有轴线，且轴线为曲线。

进一步地，燃烧室组件为L型、S型、螺旋型、U型、半圆型中的一种或者几种组合。

进一步地，氧化剂和燃料喷注组件还包括燃烧室连接旋转装置，氧化剂稳压腔和燃料稳压腔均通过燃烧室连接旋转装置可拆卸的连接至燃烧室组件，燃烧室组件可通过燃烧室连接旋转装置绕氧化剂和燃料喷注组件的中轴线轴向旋转。