[发明专利]用于旋转冲压喷射引擎的燃烧系统和燃烧系统部件

说明书

技术领域

本披露涉及旋转冲压喷射引擎的领域。更确切地说，本披露涉及用于旋转冲压喷射引擎的燃烧系统和燃烧系统部件。

背景

在航空航天应用中使用的冲压喷射引擎在通过一个飞机或导弹的向前运动所致的超音速下将空气摄入到一个引擎入口中。该空气被冲压到一个中心主体与引擎侧壁之间的一个较小开口中，从而产生一系列冲击波。这些冲击波将该空气压缩并减速到亚音速，同时急剧升高工作流压力和温度。冲压喷射作用也可以在一个静止平台中通过在一个转盘的轮缘上加工的突出部分上方传送一个加速空气流来实现。与转子的高旋转速率相结合，这产生了相对于转子轮缘的超音速流。轮缘的以超音速旋转的突出部分与静止引擎之间的相互作用产生一系列冲击波，这些冲击波以类似于一个超音速导弹或飞行器上的冲压喷射入口的方式来压缩空气流。

碳复合材料和类似材料的出现已经使得能够引入一种加强壁，称为轮缘转子，用于补偿由冲压喷射引擎的旋转部件产生的离心力。在一个轮缘转子旋转冲压喷射引擎（R4E）中，入口叶片用冲击波来压缩空气和燃料混合物，燃烧发生而增加流焓，并且最终，产物被出口叶片以高切线速度加速而产生轴功率。

仍需要对轮缘转子旋转冲压喷射引擎的改进，以便达到更好的燃料效率和功率输出。

概述

在第一方面中，本披露提供一种用于旋转冲压喷射引擎的点火系统。该点火系统包括一个进气口、一个燃料喷射系统以及一个点火器。该点火器在将空气与燃料接纳到燃烧室中之前点燃燃料。

在第二方面中，本披露提供一种用于旋转冲压喷射引擎的燃烧系统。该燃烧系统包括一个燃烧室、一个喷射系统、一个点火系统以及一个火焰稳定系统。该喷射系统将一种空气与燃料混合物提供到该燃烧室。该点火系统点燃该空气与燃料混合物。该火焰稳定系统被定位成用于与该燃烧室连通，并且被适配成用于迫使该空气与燃料混合物的一个被点燃的流流向该冲压喷射引擎内的一个旋转中心。

在第三方面中，本披露提供一种用于旋转冲压喷射引擎的点火系统。该点火系统包括两个自支撑轮毂、多个电连接以及一个电极。这些支撑轮毂与一个燃烧室同轴地定位。这些电连接在这两个自支撑轮毂之间施加一个电位差。该电极定位于这两个自支撑轮毂中的一者上，并且产生用于点燃该燃烧室内的燃料的一个火花。

在第四方面中，本披露提供一种用于旋转冲压喷射引擎的喷射系统。该喷射系统包括：一个外半径喷射器，用于在一个燃烧室的外周边附近递送燃料；以及一个内半径喷射器，用于在该燃烧室的内周边附近递送燃料。该外半径喷射器被适配成用于在该燃料比空气重的情况下在引擎启动期间递送燃料，并且在该燃料比空气轻的情况下在引擎启动之后递送燃料。该内半径喷射器被适配成用于在该燃料比空气轻的情况下在引擎启动期间递送燃料，并且在该燃料比空气重的情况下在引擎启动之后递送燃料。

在第五方面中，本披露提供一种旋转冲压喷射引擎，包括：一个转子、被定位在该转子内的一个燃烧室、一个喷射系统、一个点火系统、以及被定位在该转子的下游的一个定子。该喷射系统将一种空气与燃料混合物提供到该燃烧室。该点火系统点燃该空气与燃料混合物。该定子包括多个出口叶片，这些出口叶片具有一种分叉形状以用于减少从这些出口叶片退出的气体的压力。

在第六方面中，本披露提供一种用于旋转冲压喷射引擎的冲击式涡轮机。该冲击式涡轮机包括：一个旋转燃烧室、被定位在该旋转燃烧室周围并且与其邻近的一个轮缘转子、一个燃料进口、两个燃料导管、以及一个喷射器。一个第一燃料导管从该燃料进口运载燃料通过该旋转燃烧室的一个外壁内的一个腔，并且沿着该轮缘转子的一个内部面运载。一个第二燃料导管进一步围绕该旋转燃烧室运载该燃料，沿着该轮缘转子的一个外部面运载，并且返回朝向该燃料进口运载。该喷射器从该第二导管接收该燃料并且用于将该燃料喷射到该旋转燃烧室中。

在第七方面中，本披露提供一种旋转冲压喷射引擎，该引擎包括：一个燃料喷射系统、一个燃烧室、一个进气口、一个燃料导管、以及一个密封系统。该进气口将空气接纳到该燃烧室中。该燃料导管将燃料从该燃料喷射系统运载到该燃烧室中。该密封系统减少从该燃料导管进入该进气口的气体泄漏。

通过阅读以下参考附图仅借助于实例给出的对本披露的说明性实施例的非限制性说明，上述特征和其他特征将变得更加清楚。

附图的简要说明

参考附图仅通过举例来说明本披露的实施例，在附图中：

图1是根据一个实施例的一个轮缘转子旋转冲压喷射引擎（R4E）的侧视局部剖开视图；

图2是示出图1的R4E的一些部件的分解视图；