[发明专利]一种超声速爆震发动机及其推进系统

说明书

本发明公开了一种推进系统，包括进气道、燃烧室和与燃烧室连接的扩张喷管，燃烧室的上壁面设有供热射流喷出的第一热射流喷口，下壁面设有供热射流喷出的第二热射流喷口，第一热射流喷口和第二热射流喷口可喷出热射流后诱导超声速来流形成两股斜爆震波，并且两股斜爆震波可在扩张喷管的中部相交。本发明所提供的推进系统，在燃烧室中开设第一、第二热射流喷口，两个热射流喷口中喷出的热射流诱导来流形成稳定斜爆震波，斜爆震波发生规则反射，避免爆震波与附面层的作用，同时保证来流预混气体充分燃烧，通过双斜爆震波燃烧后，迅速释放热量，膨胀产生推力，提高了燃烧效率。本发明还公开了一种包括上述推进系统的超声速爆震发动机。

技术领域

本发明涉及爆震发动机设备领域，特别是涉及一种推进系统。此外，本发明还涉及一种包括上述推进系统的超声速爆震发动机。

背景技术

随着高超声速飞行器的发展，推进系统的效率成为了制约发动机推力进一步提高的瓶颈之一，而爆震燃烧热力循环效率高、热释放快，基于爆震燃烧的超声速推进系统布局紧凑，结构简单，因此，爆震基发动机可作为高超声速推进系统的潜在方案。

在高超声速条件下，爆震燃烧室通过斜坡诱导爆震的方式组织燃烧，然而，由于现有的爆震基发动机考虑的是采用斜坡诱导形成爆震波的方式组织爆震燃烧，斜爆震波直接作用在扩张喷管的内壁上，和扩张喷管壁面的附面层发生相互作用，导致斜爆震波沿着附面层发生前传，附面层对斜爆震波的影响较大，而且，通过斜坡起爆，导致气动阻力和气动热较大。

同时，现有技术中的推进系统，燃烧室和扩张喷管单独设置，由于燃烧室需要混合燃料，因此，燃烧室的长度一般都较长，导致整个推进系统的体积较大，发动机的结构复杂。

因此，如何降低推进系统中附面层对斜爆震波的影响，同时保证燃料充分燃烧，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种推进系统，该推进系统利用两个热射流进行起爆来流预混气体，两股斜爆震波在扩张喷管的中部相交，有效降低附面层对斜爆震波的影响，同时可保证燃料的充分燃烧。本发明的另一目的是提供一种包括上述推进系统的超声速爆震发动机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种推进系统，包括进气道、燃烧室和与所述燃烧室连接的扩张喷管，所述燃烧室的上壁面设有供热射流喷出的第一热射流喷口，下壁面设有供热射流喷出的第二热射流喷口，所述第一热射流喷口和所述第二热射流喷口可喷出热射流后诱导超声速来流形成两股斜爆震波，并且两股所述斜爆震波可在扩张喷管的中部相交。

优选的，所述第一热射流喷口的开口向下，并且向远离所述进气道的方向倾斜；所述第二热射流喷口的开口向上。

优选的，所述第一热射流喷口和所述第二热射流喷口均设置在所述燃烧室靠近所述扩张喷管的一端。

优选的，所述第一热射流喷口和所述第二热射流喷口上分别连接有第一热射流输送管道和第二热射流输送管道。

优选的，还包括与所述第一热射流喷口和所述第二热射流喷口连接的控制器，所述控制器用于：

获取所述来流的流速；

根据所述来流的流速分别计算所述第一热射流喷口和所述第二热射流喷口的第一热射流最佳喷射强度和第二热射流最佳喷射强度；

分别调节所述第一热射流喷口和所述第二热射流喷口中喷出的热射流强度至所述第一热射流最佳喷射强度和所述第二热射流最佳喷射强度。

优选的，所述燃烧室与所述扩张喷管形成一体化燃烧室扩张喷管。

优选的，所述进气道与所述燃烧室之间通过隔离段连通。

优选的，所述进气道的前端设有前体燃料喷注口，所述前体燃料喷注口用于向所述进气道中喷入燃料以形成预混燃料。