[发明专利]旋转爆震燃烧室及具有其的发动机

权利要求书

1.一种旋转爆震燃烧室，其特征在于，用于低活性燃料旋转爆震稳定燃烧，所述旋转爆震燃烧室包括：

呈空心筒状且两端连通的外套体(10)，所述外套体(10)的轴孔中设有呈柱状且沿所述外套体(10)的长度方向布设的内柱(20)，所述外套体(10)与所述内柱(20)之间的间隙构成供氧化剂和燃料混合成混合流的引流环道(30)和供所述混合流进行旋转爆震燃烧的爆震燃烧环道(40)，所述引流环道(30)和所述爆震燃烧环道(40)沿轴向依次设置且相连，且所述引流环道(30)的进流端与用于供给所述氧化剂的氧化剂供给系统相连；

所述外套体(10)内设有第一喷注系统(50)，所述第一喷注系统(50)的进流端与用于供给所述燃料的燃料供给系统相连，所述第一喷注系统(50)的输出端贯穿所述引流环道(30)的外环壁并与所述引流环道(30)的内腔连通，以沿所述外套体(10)周向将燃料喷入所述引流环道(30)内；

所述爆震燃烧环道(40)的内环壁上设有用于稳定爆震燃烧火焰且呈环形的凹腔(60)，所述凹腔(60)由所述爆震燃烧环道(40)的内环壁内凹形成；和/或

所述爆震燃烧环道(40)的外环壁上设有用于稳定爆震燃烧火焰且呈环形的凹腔(60)，所述凹腔(60)由所述爆震燃烧环道(40)的外环壁内凹形成；

凹腔(60)包括沿爆震燃烧环道(40)径向布设的前壁(601)、与前壁(601)的内侧相交且沿爆震燃烧环道(40)的长度方向延伸的底壁(602)、与爆震燃烧环道(40)和底壁(602)均相交的后壁(603)；后壁(603)位于前壁(601)的下游且与前壁(601)构成凹腔(60)的侧壁；底壁(602)构成凹腔(60)的底面；爆震燃烧环道(40)为沿混合气流动的方向直径不变的等直径通道，爆震燃烧环道(40)也可为沿混合气流动的方向直径变化的变直径通道，爆震燃烧环道(40)是否为等直径通道，均以满足旋转爆震燃烧室的工作要求具体设计；内柱(20)与外套体(10)同轴设置，且内柱(20)通过连接肋与外套体(10)的内环壁相连；

凹腔(60)的纵向剖面为直角梯形；前壁(601)为直角梯形的直角边；由于前壁(601)为直角梯形的直角边，故而前壁(601)与爆震燃烧环道(40)的外环壁或内环壁垂直相交，从而由爆震燃烧环道(40)至凹腔(60)将出现内径“突扩”，便于在凹腔(60)内形成流动回流区；底壁(602)为直角梯形的底边；由于底壁(602)为直角梯形的底边，故而底壁(602)将沿外套体(10)或内柱(20)的轴线方向延伸；后壁(603)为直角梯形的斜边；后壁(603)为直角梯形的斜边，即后壁(603)与水平面间存在夹角，便于凹腔(60)内燃烧产生的混合气顺利由凹腔(60)进入爆震燃烧环道(40)中，防止后壁(603)对混合气的流动形成阻挡；

前壁(601)的高度为0.5倍～2倍爆震燃烧环道(40)的高度；当前壁(601)的高度小于0.5倍爆震燃烧环道(40)的高度时，即凹腔(60)过浅，从而使凹腔(60)形成的回流区较小，降低凹腔(60)的火焰稳定能力；当前壁(601)的高度为大于2倍爆震燃烧环道(40)的高度时，即凹腔(60)过深，引起较大的流动损失，降低燃烧室的推力性能；底壁(602)的长度为4倍～10倍前壁(601)的高度；当底壁(602)的长度小于4倍前壁(601)的高度时，即凹腔(60)过短，主流气体不易进入凹腔内，进而降低凹腔(60)对火焰的稳定能力；当底壁(602)的长度大于10倍前壁(601)的高度时，即凹腔过长，火焰稳定能力较差；后壁(603)与底壁(602)之间的夹角的夹角一般为15°～75°；当后壁(603)与底壁(602)之间的夹角小于15°时，凹腔中的混合气容易跑出凹腔与爆震燃烧环道(40)中的混合气混合，降低凹腔(60)对火焰的稳定能力；当后壁(603)的倾斜角大于75°时，后壁(603)对凹腔中的混合气进行阻挡，引起较大的流动损失，降低发动机推力性能；对凹腔(60)的各种参数的设计，是根据本发明的燃烧室所需达到的性能经过大量的试验和反复的实验验证而得。

2.根据权利要求1所述的旋转爆震燃烧室，其特征在于，

最靠近所述引流环道(30)出流端的所述凹腔(60)距所述爆震燃烧环道(40)进流端端面的距离为0倍～2倍旋转爆震产生的旋转爆震波的高度。