[发明专利]液态燃料旋转爆轰燃烧室

说明书

本发明公开了一种液态燃料旋转爆轰燃烧室，包括：燃烧室，气体氧化剂进口，气体氧化剂腔，气体氧化剂喷注槽，气体氧化剂导流槽；液态燃料通道，与燃烧室外体邻接，且与燃烧室同轴布置，液态燃料通道的进口流向与燃烧室出口流向相反；液态燃料腔，与液态燃料通道连通，液态燃料腔的底部沿周向开有液态燃料喷注孔，且液态燃料喷注孔与气体氧化剂喷注槽成垂直布置关系。根据本发明技术方案，能够实现燃烧室壁面冷却、燃油预热，防止燃烧室外壁面因过高的热应力出现变形，同时有效提高燃油的雾化效果。

技术领域

本发明涉及带壁面冷却的液态燃料旋转爆轰燃烧室，其属于火箭、飞机、导弹、临近空间飞行器、船舶等领域的动力发生装置。

背景技术

连续旋转爆轰发动机具有推力稳定、热力循环效率高、结构紧凑、推重比大等优点，成为当今世界研究热点。连续旋转爆轰发动机利用爆轰波在环形燃烧室内连续旋转传播所产生的高温高压爆轰产物由尾部高速排出，从而获得推力和增压燃气。液态燃料因能量密度大、易储存、操作安全性高等优点，具有更大应用潜力。

液态燃料连续旋转爆轰燃烧室在工作时，前导激波与波后快速化学反应区相互耦合，燃料液滴在前导激波作用下，经历压缩变形、RM不稳定性变形、雾化破碎等过程，最后蒸发为气相。激波将未燃混气快速压缩升温，在之后的诱导区，受激波加热的分子热解成活性自由基团。当产生足够浓度的活性自由基团，在反应区，快速的链式分支反应将未燃混合物迅速转化成燃烧产物，并伴随大量的能量释放，燃烧产物体积快速膨胀，推动前导激波向前传播。

液滴的大小、形状、分布以及与氧化剂的混合都对爆轰的起爆与传播有很大的影响。另外，旋转爆轰燃烧室工作时，由于外壁面对气体的收敛压缩作用，爆轰波在外壁面附近的强度更高，导致外壁面往往承受更高的热应力，这就对燃烧室材料的耐热性能以及燃烧室壁面冷却提出了更高的要求。

发明内容

鉴于以上问题，做出本发明。

根据本发明一方面，提供一种液态燃料旋转爆轰燃烧室，包括：燃烧室，气体氧化剂进口，气体氧化剂腔，气体氧化剂喷注槽，气体氧化剂导流槽；液态燃料通道，与燃烧室外体邻接，且与燃烧室同轴布置，液态燃料通道的进口流向与燃烧室出口流向相反；液态燃料腔，与液态燃料通道连通，液态燃料腔的底部沿周向开有液态燃料喷注孔，且液态燃料喷注孔与气体氧化剂喷注槽成垂直布置关系。

进一步地，在燃烧室内体的径向中心布置轴，轴可以沿着中心轴线自转，轴纵向贯穿整个燃烧室内体，并超过燃烧室出口端面。

进一步地，液态燃料通道外壁上下两侧各焊接固定法兰，用于对液态燃料旋转爆轰燃烧室进行约束和紧固。

根据本发明技术方案，在保证旋转爆轰燃烧室重量轻、结构紧凑的基础上，提供了一种能够实现壁面冷却、燃油预热的爆轰燃烧室结构，有效防止了燃烧室外壁面因过高的热应力出现变形问题，同时提高了燃油的雾化效果，提高了旋转爆轰燃烧室内爆轰波的强度和稳定性。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。其中：

图1示出根据本发明实施方式的液态燃料旋转爆轰燃烧室的主视剖面图。

图2示出了从D方向看去的燃烧室断面图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。

具体实施方式