[发明专利]一种弹用嵌入型分布式爆震发动机

说明书

本发明公开了一种弹用嵌入型分布式爆震发动机，属于发动机技术领域；由于嵌入型分布式爆震发动机为分层结构，基于爆震燃烧的独特优势可以实现薄厚度设计，进而可与导弹壳体进行一体化设计/制造，可将动力系统自身质量及结构分摊到导弹上，进而增大散热面积从而使动力系统兼具轻质高性能特点，也可实现分布式动力系统；所述发动机为分布式环形结构，由中轴线沿径向方向向外依次包括进气层、爆震管网层及导流排气层；利用所述爆震管网层的分层设计及网状爆震层管网结构，可以根据设计工作频率确定爆震管网通道长度，进而降低爆震室工作频率，能够充分发挥爆震燃烧及爆震推进的优势。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种弹用嵌入型分布式爆震发动机。

背景技术

相比于传统缓燃或爆燃燃烧，爆震燃烧能够在极短时间内产生极高的燃气压力和燃气温度，是自增压燃烧(自增压比为15以上)，在燃烧前初始条件相同的情况下，爆震燃烧引起的熵增要远低于缓燃燃烧的熵增，这意味着以爆震燃烧为基础的推进系统在循环热效率上将非常具有优势，另一方面，爆震燃烧传播速度快，可以在各种异型形状的结构下稳定自持传播，化学反应时间极短，因此爆震燃烧室具有比常规燃烧室更小的体积。为实现将爆震燃烧模式应用于推进系统，国内外各大研究机构提出了各种新思想、新方法，目前也已形成两大主流的爆震发动机结构:第一种是基于周期性点火源形成爆震波，利用间歇产生的爆震波产生推力的脉冲爆震发动机；另一种是一次点火形成爆震波，利用爆震波在圆柱型环形流通截面管道中连续传播产生推力的旋转爆震发动机。从工质角度，两种发动机结构的工作过程是相似的，都由填充、点火、爆震燃烧及排气组成，其间主要差异在于爆震燃烧的组织方式，并由此带来各自优缺点的差异。

对于脉冲爆震发动机，其所需的周期性点火装置复杂，内部的增爆装置将增大燃烧室流阻损失，燃烧室内多种燃烧模式引起循环效率降低。对于旋转爆震发动机，其只需一次点火和爆震起爆过程，解决了脉冲爆震发动机以上缺点，但现有方案也存在技术问题：其燃烧室为环形通道结构，故爆震燃烧室工作频率由发动机外尺寸决定，工作频率不可控、不可设计；爆震室环形通道进气方向与发动机来流方向相同，由于爆震室内燃烧自增压将阻隔进气，因此燃烧室总进气量受限；爆震燃烧室高工作频率导致其燃烧室热负荷大大高于现有常规燃烧室，壁温升高，同时高壁温必会向周围低温部件辐射换热，这对发动机长时间稳定工作是非常不利的；最后当前爆震发动机结构还未发挥爆震燃烧的另一优势，即其可以在各种异型通道内传播，通道尺寸可小至毫米量级，这一有优势可以大大拓展爆震发动机的设计空间及应用范围。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种弹用嵌入型分布式爆震发动机，能够与导弹壳体进行融合的嵌入型分布式爆震发动机，可将动力系统自身质量及结构分摊到导弹上，进而增大散热面积；通过进气层将发动机热端部件爆震管网层与导弹中心冷端部件相隔离，减少对导弹内部装置温度的影响；空气在环形进气层1中沿导弹轴向方向流动，气流再以径向方向流入爆震管网层2，增大燃烧室的进气量；其通过分层设计及网状爆震层管网结构，降低爆震室工作频率，能够充分发挥爆震燃烧及爆震推进的优势。

本发明的技术方案是：一种弹用嵌入型分布式爆震发动机，其特征在于：所述发动机为分布式环形结构，沿径向由内向外依次包括进气层1、爆震管网层2及导流排气层3；

进气层1为环腔通道构型；爆震管网层2为环形构件，其在径向方向开有通槽21，通槽21在环形爆震管网层2内构成首尾相连的管网通道,将爆震管网层2沿周向展开后为矩形结构，展开后的爆震管网层2中的所述管网通道相对于所述矩形长边中心线对称设置；通槽21宽度由胞格尺寸确定；所述管网通道长度的确定方法为：管网通道长度＝爆震波速/设计工作频率；