[发明专利]一种航空微型脉冲爆震式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空微型脉冲爆震式发动机，它可在较小自重的条件下为小型无人机或飞机模型提供所需动力源，属于航空推进技术领域。

背景技术

随着现代航空动力系统以及小型无人机技术的不断发展，提高航空发动机的推重比是各国研制先进航空发动机的发展方向，与此同时，小型无人侦察机的发展也对传统航空动力提出了新的挑战。

小型无人机具有较轻的重量和较小的体积，这对于传统形式的由旋转件构成的涡轮喷气式发动机，在其尺寸不断减小的同时，由于可用功的降低，损失所占的比重大幅增加，其效率显著降低，此时本文所涉及的脉冲爆震式发动机可在小尺寸条件下，提供适当推力并保证一定效率的优势便得以体现。

脉冲爆震式发动机(PDE)是一种基于爆震燃烧的新概念发动机。爆震燃烧产生的爆震波使可爆燃料的压力、温度迅速升高。因此，爆震燃烧的发动机可以不用传统燃气涡轮发动机中的压气机和涡轮部件就达到对气体进行压缩的目的，使结构大大简化，成本大大降低。

爆震燃烧过程接近定容燃烧，由于定容燃烧的热循环效率大大高于定压燃烧，因此，采用爆震燃烧可使推进系统的性能得到很大改善。当爆震频率较高时便可以产生连续推力。

脉冲爆震式发动机具有结构简单(无涡轮等旋转部件)，尺寸小(不大于2米)，性能优越、适用范围广、成本低、可在零速度下使用的优点。据估计，PDE的推重比可达20，马赫数范围0～10(吸气式为0～3或5)，飞行高度范围0～50km，推力范围0.5kg～50000kg。

此外，PDE可采用现有材料和现有工艺生产。预计，PDE的成本可比超音速涡轮发动机价格便宜75％。PDE是目前唯一一种能以双模式工作的发动机概念，它可以以吸气式和火箭式两种模式工作。因此，PDE是未来军用和航空航天运输领域有前途的新概念发动机。

发明内容

1、目的：根据以上技术背景，本发明的目的是提供一种航空微型脉冲爆震式发动机，它克服了现有技术的不足，是一种结构简单、尺寸小、成本低、性能优越、适用范围广的航空发动机。

2、技术方案：为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明一种航空微型脉冲爆震式发动机，它是由供气管、供油管、支架、油气混合管、进气阀体、阀片、阀片压块、压紧螺栓、固定环、火花塞安装台、燃烧喷管、固定螺栓螺母等构成；它们之间的位置连接关系是：供油管通过细牙螺纹固定于油气混合管，支架与供气管、油气混合管的外管壁固定连接，油气混合管通过普通螺纹与进气阀体连接，进气阀体后方设有阀片，通过阀片压块、压紧螺栓压紧和固定，进气阀体通过周向均布的6组固定螺栓螺母与固定环连接，固定环与燃烧喷管、燃烧喷管与火花塞安装台之间通过焊接连接。

所述供气管是钢制圆柱管件，前段外部设有管路接头，内设通孔，出口内径较进口小，用于引射气导入；

所述供油管是钢制圆柱管件，前段外部设有管路接头，后端外部设有细牙外螺纹用于与油气混合管的固定连接，内设通孔，出口内径较进口小，用于燃油导入并加速流动；

所述支架是普通铝片，通过钳工制作，用于供气管与油气混合管的固定；

所述油气混合管是钢制圆柱管件，内设有盲孔至中段，前段内部设有细牙内螺纹用于与供油管的固定连接，中段设有一个横向通孔用于燃油喷出并与引射气混合雾化，后端外部设有普通外螺纹用于与进气阀体的固定连接；

所述进气阀体是钢制法兰式圆台状结构件，前段内部设有收敛-扩张式流道用于空气吸入并减速，后段内部设有周向均布的轴向斜孔，用于将预混燃料导入燃烧喷管，中心部位设有内螺纹用于与油气混合管的固定连接，后段外部设有法兰盘用于与固定环的螺栓连接；

所述阀片是不锈钢制花瓣形件，中心设有圆孔用于穿过压紧螺栓，花瓣的数量与进气阀体的轴向斜孔的数量相同，其厚度较小，要求具有良好的振动疲劳强度；

所述阀片压块是钢制回转件，中心设有圆孔用于穿过压紧螺栓，一侧设有圆弧面，用于压紧阀片并控制阀片弯曲；

所述压紧螺栓是钢制螺栓件，设有配合面段和螺纹段，用于固定阀片、阀片压块；

所述固定环是不锈钢制回转件，前段设有法兰盘用于与固定进气阀体的螺栓连接，后端设有焊接凸台用于与燃烧喷管的焊接连接；

所述火花塞安装台是不锈钢制六面体件，下方与燃烧喷管焊接连接，中心设有螺纹孔用于火花塞的安装；