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[发明专利]一种超燃冲压发动机加速过程燃烧室推力控制方法-CN202310717735.5在审
发明人：赵国焱;孙明波;刘铭江;马光伟;李凡;杨揖心 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： F02K7/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种超燃冲压发动机加速过程燃烧室推力控制方法，采用渐变扩张的串联凹腔燃烧室，两个凹腔上游均设置燃料喷孔，第一个凹腔为预燃区，第二个凹腔为主燃区；推力控制方法为：当燃烧室入口马赫数较低时，控制预燃区的燃烧模态保持在弱亚燃模态，控制主燃区的燃烧模态维持在强亚燃模态；当燃烧室入口马赫数较高时，控制预燃区的燃烧模态保持在超燃模态，控制主燃区的燃烧模态维持在强亚燃模态。本发明应用于超燃冲压发动机领域，能够在宽飞行马赫数范围内保证燃烧室能够产生较高推力，同时避免热壅塞，而且燃烧模态转换导致的推力突变更小，推力控制更稳定，能够实现燃烧模态转换时的推力平稳过渡。
一种冲压发动机加速过程燃烧室推力控制方法

[发明专利]一种基于型面与释热匹配的超燃冲压发动机设计方法-CN202310696050.7在审
发明人：孙明波;汪洪波;蔡尊;朱家健;杨揖心;陈慧锋;王亚男;王振国 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于型面与释热匹配的超燃冲压发动机设计方法，当发动机结构热防护问题显著且热壅塞效应过高时，采用降低燃烧释热壅塞效应的振荡抑制策略，增加扩张段的扩张角；当发动机结构热防护问题不显著且热壅塞效应过低时，采用增强燃烧释热壅塞效应的振荡抑制策略，减小扩张段的扩张角；当发动机结构热防护问题不显著且热壅塞效应适中时，采用增强或降低燃烧释热壅塞效应的振荡抑制策略，增大或减小扩张段的扩张角。本发明应用于超燃冲压发动机设计技术领域，建立了流道型面与燃烧释热匹配的设计准则，通过避开流动分离与燃烧释热耦合敏感区间，可有效抑制流动分离诱导的燃烧振荡，显著提高了超燃冲压发动机工作的鲁棒性。
一种基于匹配冲压发动机设计方法

[发明专利]一种速度型面可调的流体生成系统-CN202011472882.3有效
发明人：姚轶智;孙明波;蔡尊;李佩波;杨揖心;顾瑞 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-15 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G01M9/00 文献下载
摘要：本发明公开一种速度型面可调的流体生成系统，包括气流管道，气流管道包括：速度型面调节段，速度型面调节段内设有调节机构，以调节气流的速度型面；速度型面发展段，与速度型面调节段相连，以调节气流速度型面的边界层厚度；速度型面观察段，与速度型面发展段相连，速度型面观察段内设有检测机构，以检测气流的速度型面。其基于调节机构，实现不同速度型面的产生与控制，从而能够在细致的流场分析实验中，模拟实际工程中存在的速度不均匀的速度型面，从而分析速度不均匀对流场特性和设备性能的影响；并通过检测机构进行速度型面测量分析，反馈调节格栅结构和发展段长度，达到目标流体速度型面，得到流场较为精准，满足精细光学流场分析的要求。
一种速度可调流体生成系统

[发明专利]基于进气道非均匀气流的超声速燃烧室燃油喷注设计方法-CN202110028770.7有效
发明人：王亚男;孙明波;王翼;杨揖心;汪洪波;蔡尊 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-01-11 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本申请涉及一种基于进气道非均匀气流的超声速燃烧室燃油喷注设计方法，包括：根据超声速进气道参数和发动机参数得到燃烧室的喷孔参数，包括喷孔数量、喷孔分组和喷孔孔径范围。根据燃油扩散特性和点火延迟特性得到喷孔的设置距离范围。根据燃烧室中低速气流区的分布角度得到喷孔的设置角度范围，根据分布角度在气流流向截面中的角度占比得到各组喷孔的全局当量比。上述方法基于燃料在燃烧室流向截面上的气流流速的周向分布特征确定喷孔的设置方式，能够提高燃油在燃烧室圆截面周向和径向的掺混燃烧效率，进而提升发动机推力性能。
基于进气道非均匀气流超声速燃烧室燃油设计方法

[发明专利]一种大尺度冲压发动机燃烧室及冲压发动机-CN202011406720.X有效
发明人：赵国焱;孙明波;蔡尊;杨揖心;王振国 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： F23R3/28 文献下载
摘要：本发明公开一种大尺度冲压发动机燃烧室及冲压发动机，包括沿燃烧室来流方向依次相连的燃烧室入口段、消波扩张段与燃烧室出口段以及支板火焰稳定器；所述消波扩张段的型线为消波特征线，所述消波扩张段与燃烧室入口段、燃烧室出口段均平滑相连；所述支板火焰稳定器设在燃烧室的轴线上且位于消波扩张段与燃烧室出口段连接处的位置。通过采用支板火焰稳定器提高燃料混合效果与燃烧效率；而且采用消波设计的燃烧室壁面构型可以有效降低燃烧室内的激波强度；同时通过匹配燃烧室壁面构型的支板火焰稳定器型面设计，降低支板前缘的激波强度。
一种尺度冲压发动机燃烧室

[发明专利]一种富燃燃气发生控制系统及控制方法-CN202110019092.8有效
发明人：姚轶智;孙明波;蔡尊;李佩波;杨揖心;顾瑞;董泽宇 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-01-07 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： F02K9/56 文献下载
摘要：本发明公开一种富燃燃气发生控制系统及控制方法，该控制系统包括燃料储罐、燃料导管、燃气发生段与燃料喷注段；燃气发生段上设有燃气发生组件，以产生高温燃气；燃料喷注段上具有喷注结构，以将燃料喷注至燃料喷注段形成富燃燃气；燃料导管上设有控制组件，以控制燃料喷注量。首先通过燃气发生组件产生高温燃气，随后通过喷注结构将燃料喷注至高温燃气中，产生高温富燃燃气，进而能够更加全部的进行反应混合层的可视化实验，由于高温燃气中喷入适量燃料，会导致燃气不充分的燃烧反应进而产生微米乃至纳米级别碳颗粒，流场中存在的微小碳颗粒可以作为可视化精密测量手段的示踪粒子，解决高温燃气不好布撒示踪粒子导致的反应混合层测量难题。
一种燃气发生控制系统控制方法

[发明专利]一种低阻高效的超燃冲压发动机推力室一体化设计方法-CN202011406621.1有效
发明人：孙明波;王前程;杨揖心;蔡尊;赵国焱 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： F23R3/42 文献下载
摘要：本发明公开的一种低阻高效的超燃冲压发动机推力室一体化设计方法，该设计方法得到的推力室包括燃烧室壁面、凹腔前缘壁面、凹腔底壁面、第一压缩段壁面、第二压缩段壁面、第一扩张段壁面与第二扩张段壁面；第一压缩段壁面的型线与第二扩张段壁面的型线均为样条曲线，第二压缩段壁面的型线与第一扩张段壁面的型线为半径相等的圆弧线；凹腔底壁面、第一压缩段壁面、第二压缩段壁面之间、第一扩张段壁面之间、第二扩张段壁面之间均平滑相连。该推力室中发动机燃烧室和喷管连续过渡，一体化设计，实现燃烧室和喷管入口参数的深度匹配，有效提升喷管推力性能；有效优化推力室部件的推力分布，消除激波，降低内部流动损失，提高发动机性能。
一种高效冲压发动机推力一体化设计方法

[发明专利]一种超燃冲压发动机双喉道燃烧室及超燃冲压发动机-CN202011402058.0有效
发明人：孙明波;赵国焱;王前程;蔡尊;杨揖心 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： F23R3/26 文献下载
摘要：本发明公开一种超燃冲压发动机双喉道燃烧室及超燃冲压发动机，包括沿燃烧室来流方向依次相连的燃烧室上游等值段、一级凹腔、一级喉道、二级凹腔、二级喉道、燃烧室下游等值段；所述一级喉道与所述一级凹腔、所述二级凹腔之间均平滑相连，所述二级喉道与所述二级凹腔、所述燃烧室下游等值段之间均平滑相连。采用双喉道设计，形成二级燃烧室提供额外的燃烧组织空间，有效降低激波损失，拓展了燃烧室飞行马赫数下限。
一种冲压发动机喉道燃烧室

[发明专利]一种能够内流减阻的凹腔结构及超燃冲压发动机-CN202011402084.3有效
发明人：孙明波;王前程;杨揖心;蔡尊;赵国焱 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： F23R3/42 文献下载
摘要：本发明公开一种能够内流减阻的凹腔结构及超燃冲压发动机，该凹腔结构包括凹腔前缘壁面、凹腔底壁面与凹腔后缘壁面，所述凹腔前缘壁面、凹腔底壁面、凹腔后缘壁面依次相连且沿发动机来流方向设在燃烧室壁面上，所述凹腔后缘壁面的型线为样条曲线，所述凹腔后缘壁面的两端与凹腔底壁面、燃烧室壁面平滑相连。该凹腔结构根据凹腔中流场结构和压力分布优化设计的凹腔后缘弯曲壁面结构，不仅能够优化凹腔后缘壁面的负推力分布，有效降低发动机内阻，还能够减弱跨声速段激波，有效降低发动机内部流动损失，同时由于凹腔后缘壁面光滑过渡，使得凹腔后缘壁面热应力集中，可以将已有的主动冷却热防护、被动热防护技术很好的应用。
一种能够内流结构冲压发动机

[发明专利]一种可拓展进气口的火箭基组合循环发动机-CN202110238501.3有效
发明人：王泰宇;王振国;孙明波;蔡尊;杨揖心;李佩波 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-03-04 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： F02K7/18 文献下载
摘要：本发明公开一种可拓展进气口的火箭基组合循环发动机，包括依次相连的隔离段与混合段，隔离段上设有一级进气口，混合段上靠近隔离段的位置设有二级进气口；一级进气口、二级进气口并联连接在发动机的进气道上，以使得一级进气口与二级进气口可独立开闭而相互之间无干扰；混合段上设有调节结构，以用于调节二级进气口的开口幅度。通过二级进气口可以在引射模态下开启所拓展的二级进气口，使被引射的二次流流量得以提升，而且通过调节结构可以调节二级进气口的开口大小，可更好对二次流进气量进行控制；不会挤占中心火箭应有的空间范围，与凹腔的结合可以在低速段减小凹腔带来的总压损失。
一种拓展进气口火箭组合循环发动机

[发明专利]一种RBCC发动机内流道及RBCC发动机-CN202011566445.8有效
发明人：姚轶智;孙明波;蔡尊;李佩波;杨揖心;顾瑞 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-25 - 公布日： 2022-02-22 - 主分类号： F02C7/04 文献下载
摘要：本发明公开一种RBCC发动机内流道及RBCC发动机，该内流道包括依次相连的来流段、混合段、扩张段、补燃室和尾喷管；所述来流段上设有一级进气口，所述扩张段上设有二级进气口，所述一级进气口、二级进气口并联连接在发动机的进气道上，以使得一级进气口与二级进气口可独立开闭而相互之间无干扰，实现不同工况下RBCC发动机的适用性。其在保持混合段直径尽可能小以保证RBCC发动机在亚燃、超燃模态下设备性能的同时，增设了二级进气口，提高二次来流空气的抽吸流量，从而提高RBCC发动机在引射模态下的设备性能。而且相较于现有技术中的多级火箭布局，本发明中多级进气口的布局在结构上更为简单，技术实现难度小，具有更广的应用前景。
一种 rbcc 发动机内流

[发明专利]可准确测量推力和流量的空气二次流入口及RBCC发动机-CN202011469618.4有效
发明人：姚轶智;孙明波;董泽宇;蔡尊;李佩波;杨揖心;顾瑞 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-15 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： F02C7/04 文献下载
摘要：本发明公开一种可准确测量推力和流量的空气二次流入口及RBCC发动机，该空气二次流入口包括第一入口壁和第二入口壁，第一入口壁通过过渡倒角与火箭腔近发动机燃烧室端连接，第二入口壁设置在发动机燃烧室的近火箭腔端，第一入口壁和第二入口壁共同构成空气二次流入口；第一入口壁包括第一前缘壁面和第一内流道壁面，第一内流道壁面的近发动机燃烧室端延伸至所述发动机燃烧室内；第二入口壁包括第二前缘壁面和第二内流道壁面，第二内流道壁面设置在发动机燃烧室壁面上；第一前缘壁面和第二前缘壁面的径向高度相等，且均垂直于发动机轴向。本发明提供的空气二次流入口使得流量测量方便准确，推力测量准确。
准确测量推力流量空气二次流入 rbcc 发动机

[发明专利]基于图像处理的可见光-红外光耦合流场测量系统-CN202110755190.8在审
发明人：姚轶智;孙明波;李佩波;杨揖心;顾瑞;王泰宇;匡孝波 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-07-05 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： G01P5/26 文献下载
摘要：本发明公开一种基于图像处理的可见光‑红外光耦合流场测量系统，包括测试段、成像组件与图像处理模块；测试段的顶部设有透光窗口，激光片光经由透光窗口照亮测试段内的流场成像面，成型组件包括均聚焦于流场成像面的第一相机与第二相机：测试段的一侧设有第一滤光片，以使得第一相机获取流场可见光图像；测试段的另一侧设有第二滤光片，以使得第二相机获取流场红外光图像；图像处理模块基于同步获取的流场可见光图像、流场红外光图像完成流场信息的全测量采集。利用可见光‑红外光图像同步测量速度场和温度场信息，并处理得到压力场、密度场信息，从而实现实验流场的全基本信息同步采集，以解决实验中流场信息测量不全的问题。
基于图像处理可见光红外光耦合测量系统

[发明专利]基于图像处理的超声速流场特征测试系统及方法-CN202110755367.4在审
发明人：姚轶智;孙明波;李佩波;杨揖心;顾瑞;王泰宇 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-07-05 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： G01P5/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于图像处理的超声速流场特征测试系统及方法，该系统包括：流体发生组件；粒子生成组件，用于对流体进行加速降压，使流体降温凝华生成微米量级或者纳米量级的冰晶示踪粒子；流场测试段，用于接收具有冰晶示踪粒子的流体；图像获取组件，用于获取流场测试段内的流场粒子分布图像；结果分析组件，基于流场粒子分布图像得到流场测试段内的流体的流场参数。能够自发生成示踪粒子，且能够动态便捷的控制示踪粒子的粒径和密度，从而得到粒子跟随性好、图像分辨率高的实验结果，解决了PIV、NPLS粒子布撒困难，布撒不均、跟随性差等问题。还能有效解决固体示踪粒子粘附壁面及堆积导致的实验问题。
基于图像处理超声速特征测试系统方法

[发明专利]一种收缩型隔离段及超燃冲压发动机-CN202011402076.9有效
发明人：孙明波;蔡尊;杨揖心;赵国焱 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： F02K7/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种收缩型隔离段及超燃冲压发动机，该收缩型隔离段包括收缩前段与等直后段，收缩前段、等直后段上均具有入口截面与出口截面，收缩前段的出口截面与等直后段的入口截面相连；收缩前段的截面面积沿入口截面到出口截面的方向逐渐收缩，等直后段上任一截面的截面面积均与收缩前段出口截面的截面面积相等。采用在隔离段中设置收缩构型并通过优化收缩构型的位置以及收缩面积比，提高隔离段出口气流静压利于燃烧室内燃烧组织，使燃烧室带来的推力增益大于隔离段收缩所引起的阻力损失，最终提高发动机的推力增益的作用；同时收缩型隔离段结构简单且易于加工制造，并不需要改变进气道和燃烧室构型，可以直接应用到超燃冲压发动机中。
一种收缩隔离冲压发动机

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