[发明专利]一种防串腔的高温燃气生成装置

说明书

本发明属于冲压发动机直连试验领域，提供了一种防串腔的高温燃气生成装置，解决现有燃烧加热装置存在串腔的风险引起爆炸性危害的问题。该装置包括加热装置头部、加热装置身部及加热装置喉部；加热装置头部包括喷注器、点火器、酒精接管嘴、液氧接管嘴、空气接管嘴；喷注器内的点火器腔、环形酒精腔、环形液氧腔、环形空气腔不连通；环形酒精腔一端与酒精接管嘴相通，另一端设有酒精喷嘴；环形液氧腔一端与液氧接管嘴相通，另一端设有液氧喷嘴；环形空气腔一端与空气接管嘴相通，另一端设有空气喷嘴；喷注器一整体结构，点火器位于点火器腔，且出口朝向加热装置身部。

技术领域

本发明属于冲压发动机直连试验领域，具体涉及一种防串腔的高温燃气生成装置。

背景技术

飞行试验中所使用的冲压发动机，从大气中吸取空气作为工质，它的内流和外流工作状况由一定飞行高度的大气参数：静压、静温和飞行速度决定，它的独立参数是总压、总温和飞行马赫数。对于直连试验，不需要模拟进气道超声速部分的工作状态，模拟进气道平均参数是从进气道进口或喉部界面开始。在内流过程中，独立的模拟参数只有两个，即在流量、总压和总温三个模拟参数中，只要模拟了其中的两个参数，另一个参数必然自动得到模拟。在直连试验模拟技术中，就是利用这个基本道理，通过对来流加热达到要模拟的总温，通过对来流节流调压达到要模拟的总压值，使在发动机进气口有效通道面积处的总压达到发动机飞行过程中的总压值，这样发动机的流量及其它所有的气动平均参数必然得到了模拟。

来流加热是对发动机进气道入口气流进行加热升温，具体温升值根据发动机飞行环境参数计算，来流加热是整个来流模拟系统中最关键的部分，来流加热技术有蓄热式、电加热式及燃烧加热式，其中蓄热式来流模拟总温低，工作时间短，而直连试验需要模拟长时间试验时往往无法进行。采用电加热式加热装置，当加热流量过大，耗费电能往往是惊人的，而且模拟总温低，在试验系统设计时往往因电能不足而无法实现发动机全飞行区域的温度模拟。采用燃烧加热式加热装置，燃气热流密度大，功率高，起动迅速，可进行短程和长程直连试验模拟，是来流模拟最优的解决方案。

现有的燃烧加热装置如图1所示，包括头部喷注器04、身部05，头部喷注器上自下而上设有酒精进口02、来流空气(常温空气)进口03、液氧进口01，采用液氧、酒精同轴离心式喷嘴喷注雾化，空气直流喷嘴喷注，身部的高温燃气口06产生试验所需的高温燃气，整个喷注器各层之间采用钎焊连接07，如图2所示，但是往往因钎焊质量缺陷(或使用一段时间后钎焊质量下降)，整个喷注器各层之间存在串腔的风险，如若液氧和酒精一旦串腔将带来灾难性后果(爆炸)，试验台在使用过程中存在因串腔引起的爆炸性危害。同时因离心喷嘴切向孔加工复杂，一般为0.5～1.2mm的小孔，精度等级高，往往因孔的加工偏差造成流量范围的变化，会造成与设计工况的偏离，同时离心喷嘴与每个腔之间采用钎焊连接，如果单个喷嘴出口端面的局部存在微小烧蚀，那么整台加热装置将报废，试验系统使用、维护存在诸多不便。

发明内容

本发明的目的是解决现有燃烧加热装置存在串腔的风险，导致爆炸性危害的技术问题，提供了一种防串腔的高温燃气生成装置。

本发明的技术方案是：

一种防串腔的高温燃气生成装置，包括加热装置头部、加热装置身部及加热装置喉部；其特殊之处在于：所述加热装置头部包括喷注器、点火器、酒精接管嘴、液氧接管嘴及空气接管嘴；所述喷注器为圆盘结构，其由轴心往外依次开有同心设置且不连通的点火器腔、环形酒精腔、环形液氧腔、环形空气腔；所述环形酒精腔一端与酒精接管嘴相通，其另一端沿圆周方向设有开口朝向加热装置身部的酒精喷嘴；所述环形液氧腔一端与液氧接管嘴相通，其另一端沿圆周方向设有开口朝向加热装置身部的液氧喷嘴；所述环形空气腔一端与空气接管嘴相通，其另一端沿圆周方向设有开口朝向加热装置身部的空气喷嘴；所述点火器腔、环形酒精腔、环形液氧腔、环形空气腔、酒精喷嘴、液氧喷嘴、空气喷嘴为一体件；所述点火器位于点火器腔，且出口朝向加热装置身部。

进一步地，上述酒精喷嘴和液氧喷嘴均为自击喷嘴。