[发明专利]超燃冲压发动机燃烧室

说明书

技术领域

本发明涉及发动机燃烧控制领域，特别地，涉及一种超燃冲压发动机燃烧室。

背景技术

凹腔火焰稳定器目前广泛应用于超燃冲压发动机燃烧室中。超声速气流流过凹腔会在凹腔内形成回流区，能够使火焰始终驻留在其中，并作为新的火源持续点燃上游来的燃料，从而实现火焰稳定。凹腔在超声速燃烧室中可集燃料喷注、混合增强及火焰稳定作用于一身，在提高超燃冲压发动机性能方面发挥了重要的作用。

目前工程中常见的燃料喷注/点火/火焰稳定/冷却一体化凹腔，它包含了燃料喷注、点火、火焰稳定一体化，以凹腔作为基本构型，在凹腔上游或/与底部喷注燃料，火炬/等离子体点火器也装在凹底部。

公开号CN101435586的中国专利文献公开了一种新型台阶/凹腔复合喷射结构的超声速燃烧室方案，主要是在燃烧室台阶及燃烧室凹腔前增加燃料喷嘴，共同用于燃烧室内的燃料喷射和使用，这个发明主要是用于促进燃料和空气的充分混合，保证在超声速气流的燃料的点火以及稳定燃烧。

虽然，目前的凹腔设计已经具有大量的结构形式，对应的燃料喷射也有多种方案。但是，适用于宽范围马赫数的凹腔方案只有两种，一是采用多凹腔的组合形式，结合燃料喷注随着马赫数的变化调节释热区域，但是多凹腔的总压损失大，内阻大，并且多凹腔的热防护问题难以解决。二是采用机械可调装置，随着马赫数的变化调节燃烧室型面，但这种方案由于其复杂性目前难以适用。

采用后缘突扩构型凹腔燃烧室，其流动特性，特别是凹腔剪切层的发展特性发生了很大变化，剪切层倾斜，使得上游来流与凹腔内部质量以及动量交换剧烈，非常容易发生燃料随倾斜剪切层进入凹腔过多、导致凹腔内富油并出现点火困难、熄火的问题，不利于凹腔内的点火以及稳定燃烧，不适合在宽马赫数范围内工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合在宽马赫数范围内工作的超燃冲压发动机燃烧室。

本发明采用的技术方案如下：

一种超燃冲压发动机燃烧室，包括依次连通的喷注段、后缘突扩型凹腔、以及膨胀段，喷注段上设有燃料喷孔，超燃冲压发动机燃烧室还包括在后缘突扩型凹腔的前缘设置用以减小上游壁面燃料喷注被剪切层带入凹腔的量的导流板。

进一步地，导流板与喷注段壁面的延伸方向间形成倾角。

进一步地，导流板的倾角角度的范围在0°～4°之间。

进一步地，导流板为多个，导流板之间按照预定间距设置。

进一步地，燃烧室为矩形截面燃烧室。

进一步地，多个导流板包括自喷注段末端的顶壁向后缘突扩型凹腔延伸的第一排导流板和自喷注段末端的底壁向后缘突扩型凹腔延伸的第二排导流板。

进一步地，燃烧室为圆形截面燃烧室。

进一步地，导流板自喷注段末端向后缘突扩型凹腔内延伸，多个导流板呈环形间隔设置。

进一步地，导流板设置在对应燃料喷孔的流向的位置上。

进一步地，导流板的设置条件满足：在导流板所覆盖的凹腔区域形成回流区。

本发明具有以下有益效果：

在本发明的燃烧室中，带有导流板的后缘突扩型凹腔，使得上游壁面燃料横向喷注不直接被剪切层带入凹腔，并且通过调整导流板的横向间距，改变进入凹腔的燃料质量流量，从而做到凹腔内部与外部燃料当量比分配的优化，提高凹腔内的点火性能，改善凹腔的火焰稳定能力。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例一超燃冲压发动机燃烧室的立体结构示意图；

图2是图1所示燃烧室的主视结构图；

图3是图1所示燃烧室的右视图；

图4是图2所示燃烧室的A-A剖视图；

图5是图1所示燃烧室的俯视结构图；

图6是图5所示燃烧室的B-B剖视图；

图7是图6所示燃烧室的局部A放大示意图；

图8是带导流板的凹腔的燃料分布示意图；

图9是不带导流板的凹腔的燃料分布示意图；

图10是本发明优选实施例二超燃冲压发动机燃烧室的立体结构示意图；

图11是图10燃烧室的主视结构图；

图12是图10所示燃烧室的右视图；

图13是图11所示燃烧室的C-C剖视图；