[发明专利]一种控制斜爆轰发动内爆轰起爆位置的燃烧室

说明书

本发明提供了一种控制斜爆轰发动内爆轰起爆位置的燃烧室，燃烧室应用于斜爆轰发动机，所述燃烧室的壁面沿周向设置向外侧延伸的斜坡，台阶前侧为诱导壁面且后侧为爆轰稳定壁面。使用该燃烧室壁面结构将爆轰稳定在特定位置，可以达到控制发动机推力的目的。

技术领域

本发明涉及一种燃烧室技术，特别是一种控制斜爆轰发动内爆轰起爆位置的燃烧室。

背景技术

斜爆轰发动机是最有希望让高超音速飞行器达到7倍声速以上的发动机(Y.Zhang,J.Gong,T.Wang,Numerical study on initiation of oblique detonationsinhydrogen-air mixtures with various equivalence ratios,Aerospace ScienceTechnology49(2016)130-134)。随着高超音速飞行器越来越小型化，研制小型的高超音速飞行器的发动机迫在眉睫。爆轰起爆位置作为影响燃烧特性的关键因素获得了广泛的关注。但是，目前对发动机内燃烧控制的研究主要集中在进气道的空燃配比，燃烧室壁面的角度变化。而且传统的燃烧室壁面结构采用光滑或者平直结构，这类结构对稳定爆轰非常不利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制斜爆轰发动内爆轰起爆位置的燃烧室，使用该燃烧室壁面结构将爆轰稳定在特定位置，达到控制发动机推力的目的。

实现本发明目的的技术方案为：一种可动台阶控制爆轰的燃烧室，燃烧室应用于斜爆轰发动机，其特征在于，所述燃烧室的壁面沿周向设置向外侧延伸的斜坡，台阶前侧为诱导壁面且后侧为爆轰稳定壁面。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：通过台阶在爆轰稳定壁面上的滑动，实现爆轰位置的任意控制，从而控制爆轰发动机内的燃烧过程。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是燃烧室在下方的发动机轴向剖面图。

图2是台阶运动前后示意图。

图3是燃烧室在下方的发动机横向剖面图。

图4燃烧室在上方的发动机轴向剖面图。

图5是燃烧室在上方的发动机横向剖面图。

图6是圆柱形燃烧室的发动机的轴向剖面图。

图7是圆柱形燃烧室的发动机的径向剖面图。

图8是圆柱形燃烧室壁面三维视图。

具体实施方式

一种控制斜爆轰发动内爆轰起爆位置的燃烧室，燃烧室应用于斜爆轰发动机，所述燃烧室的壁面沿周向设置向外侧延伸的斜坡台阶，台阶前侧为诱导壁面且后侧为爆轰稳定壁面，且该斜坡沿燃烧室壁面所在平面滑动。图1中台阶左侧为台阶前侧。

诱导壁面和台阶的夹角，台阶和爆轰稳定壁面的夹角根据实际发动机总体设计确定。

诱导壁面长度，台阶长度，根据实际发动机总体设计确定。

台阶沿着爆轰稳定壁面滑动的方式有飞行器总体设计需求以及发动机总体设计需求确定。

超音速来流在诱导壁面上形成第一个激波，这个冲击波对超音速来流进行了第一次压缩，在经过台阶后，来流膨胀加速，然后在爆轰波稳定壁面上形成第二个激波，经过这样一个压缩-膨胀-再压缩过程后，第二个激波后的温度显著提升，从而缩短爆轰诱导时间，将爆轰波稳定在台阶后。