[发明专利]一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体为一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机。

背景技术

脉冲爆震发动机是一种利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机。它具有结构简单、重量轻、推重比大、单位燃料消耗率低等优点。脉冲爆震发动机根据氧化剂供给方式的不同，分为自吸气式和火箭式两种结构形式。它们的基本原理是相同的，区别在于吸气式脉冲爆震发动机从空气中获得氧化剂，而火箭式脉冲爆震发动机需自带氧化剂。吸气式脉冲爆震发动机与火箭式脉冲爆震发动机相比有很多优点：不用自带氧化剂，可以从大气中获得氧气，这可以使其应用于航空领域，具有更宽的应用范围；可以减轻发动机的总重量，有利于发动机总推重比的提高。尽管吸气式脉冲爆震发动机有诸多优点，但其氧化剂要从大气中获得，实际应用中，由于工作环境特别复杂，氧化剂很难控制。

在已授权的名为“一种二次爆震的脉冲爆震发动机”(专利号为“ZL201020608098.6”)中，设计了一种脉冲爆震发动机，用于实现主爆震室的爆震。通过实验表明，采用专利中公开的发动机可成功实现爆震，但是实验仅能维持很短的时间，造成这种现象的原因主要是主爆震室内空气(氧化剂)供应不足。在主爆震室前端安装挡板，用以防止主爆震室回火前传而造成主爆震室混合物逆流传播，但是挡板严重限制引射空气量，造成二次爆震不能长久维持。因此如何主爆震室内填充足够的燃料和氧化剂至关重要，至今仍是研究中的一个技术难点。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机，包括预爆管和主爆震室，其特征在于：主爆震室包括吸气喇叭喷管、转接头、主爆震形成室和收敛喷管；转接头为90°转折的圆管结构；主爆震形成室由同轴连接的两级圆管组成，第二级圆管的内径比第一级圆管的内径大，第一级圆管后端为收敛形，第二级圆管前端为扩张形，第一级圆管后端收敛角与第二级圆管前端扩张角相同，第一级圆管后端的收敛段和第二级圆管前端的扩张段间隙嵌套在一起，并且在嵌套间隙中采用连接杆将第一级圆管与第二级圆管固定连接；在第一级圆管管壁侧壁开有输油孔，在输油孔内侧安装有喷油嘴；转接头一端与吸气喇叭喷管的小口径端密封同轴固定连接，转接头另一端与主爆震形成室第一级圆管前端进口密封同轴固定连接，主爆震形成室第二级圆管后端出口与收敛喷管大口径端密封同轴固定连接；预爆管从转接头连接吸气喇叭喷管的一侧管壁插入，并与转接头密封固定连接，预爆管中心轴线与主爆震形成室中心轴线共线，且预爆管出口位于第一级圆管管道内，并处于喷油嘴出油口方向背侧。

所述的一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机，其特征在于：主爆震形成室第二级圆管的内径比第一级圆管的内径大8mm-10mm。

所述的一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机，其特征在于：主爆震形成室第一级圆管后端收敛段的收敛角为5°-10°，第二级圆管前端扩张段的收敛角为5°-10°。

所述的一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机，其特征在于：主爆震形成室输油孔内侧喷油嘴出油口方向与第一级圆管轴线方向有5°-15°的夹角，且喷油嘴出油口朝向第二级圆管。

所述的一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机，其特征在于：主爆震形成室第二级圆管的轴向长度比第一级圆管的轴向长度短50～100mm。

所述的一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机，其特征在于：主爆震形成室第一级圆管主体内径是预爆管内径的2倍。

有益效果

本发明提出的一种二次爆震的吸气式组合脉冲爆震发动机，利用预爆管排出的高温高压产物，可以有效地通过吸气喇叭喷管将外界新鲜空气引射到主爆震形成室内；吸气喇叭喷管通过一个折角为90°的转接头与主爆震形成室连接，既可以有效预防回火反传，又可以大大增加引射的空气量；主爆震形成室第一级圆管与第二级圆管之间留有缝隙，外界空气可以通过缝隙进入到主爆震形成室中，增加了主爆震室后端氧化剂的填充量，解决了主爆震室内氧化剂不足的问题，有利于爆震的成功转变，进而产生更大的推力，提高发动机的性能。试验表明，本发明提出的发动机能够维持较长的爆震工作时间。

附图说明

图1：本发明的结构示意图；

图2：预爆管结构示意图；

图3：主爆震形成室结构示意图；