[发明专利]脉冲驱动装置

说明书

一种用于重复产生爆炸、特别用于驱动飞行器的装置。其包括：燃烧室（21）；至少一个供给管线，用于将可流动爆炸性材料或在混合时形成爆炸性材料的组分供给到燃烧室（21）；用于定向排出通过点燃所述燃烧室（21）中的爆炸性材料而产生的气体压力的排出装置；用于部分或完全关闭排出装置的可移动喷嘴调节元件（26）；致动元件（25），其构造成在排出装置打开之后并且在爆炸气体通过排出装置流出期间进一步打开排出装置。在此，所述排出装置具有用于排出气体压力的多个部分喷嘴（40），并且所述部分喷嘴（40）的位置可以通过所述致动元件（25）来设置。

技术领域

本发明涉及一种用于重复产生爆炸以用于能量转换、例如用于特别是在飞行器中产生推力的装置和方法。

背景技术

推进发动机、所谓的脉冲爆震发动机（PDE）是公知的，关于该发动机，利用在恒定容积下的等容燃烧（即，通过爆炸）的温度和压力增加，而不是在恒定压力下的连续燃烧。与其中所产生的压力以直接的方式驱动活塞的内燃发动机不同，期望使流出的燃烧气体的动能最大化。因此，爆炸所产生的燃烧气体将加速到最大速度以用于产生最大推力，并将应用于推进目的。用于发电的Holzwarth涡轮机以及通过爆炸产生处于高频的推力的脉冲喷气发动机已经成为公知的。

在欧洲专利申请EP 2319036A2 （以及同样地US 2011/180020A1）中描述了一种用于通过爆炸产生压力脉冲的方法。在此，氧化剂和可燃物的混合物在由阀关闭的容器中被点燃，并且产生爆炸。在点火之前不久打开阀，并且爆炸的压力波可以经由出口开口被引导到其指定位置。也称为爆炸发生器（EG）的该装置现今被应用于清洁被污染的蒸汽锅炉。

在欧洲专利申请EP 3146270A1 （以及同样在US 2017/082069A1）中公开了一种脉冲爆震驱动装置，所述脉冲爆震驱动装置包括致动装置，该致动装置在爆炸气体通过出口喷嘴流出的情况下调节喷嘴入口面积和喷嘴出口面积之间的面积比，所述比至少近似地遵循理想的面积比，以用于根据爆炸空间中的压力产生爆炸气体的最大出口速度。

发明内容

本发明的一个可能的目的是提供一种开始提到的类型的装置和方法，其实现了在爆炸的情况下所释放的能量到燃烧气体的动能的改进的转换。

该目的通过具有相应独立专利权利要求的特征的装置和方法来实现。

该装置用于重复产生爆炸，并用于将化学能转换成所述爆炸的流出排气的动能，特别是用于产生推进飞行器的推力。其包括：

•作为爆炸空间的燃烧室，

•至少一个供给管道，用于将可流动爆炸性材料或在混合时形成爆炸性材料的组分供给到燃烧室；

•用于定向排出通过点燃爆炸性材料而在燃烧室中产生的气体压力的排出装置，

•作为用于部分或完全关闭排出装置的关闭元件的可移动喷嘴调节元件；

•致动元件，其设计成在排出装置的打开之后并且在爆炸气体通过排出装置的流出期间进一步（连续）打开排出装置。

在此，排出装置包括用于排出气体压力的多个部分喷嘴，并且部分喷嘴的位置可以通过致动元件被调节。

部分喷嘴均对应于排出装置的单独开口。原则上，单独开口是可单独闭合的，但是在实施例中，单独开口可以共同地被激活和共同地被闭合。

在致动元件的相同的行程的情况下，与仅使用具有仅一个喷嘴开口的一个喷嘴相比，在使用多个单独的小的部分喷嘴时可以释放更大的截面面积。这意味着，在仅有一个大的喷嘴的情况下，为了释放相同的截面面积，需要明显地进一步打开致动元件。这意味着，为了实现每单位时间的截面面积的相同的增加，致动元件的速度必须更高。在实践中，致动元件的最大速度是关键的、限制性的变量。因此，如果致动元件的必要速度保持尽可能小并且在此释放的面积保持尽可能最大，则是有利的。