[发明专利]吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器

权利要求书

1.一种吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器，其特征在于：安装在吸气式飞行器上，包括吸气式脉冲爆震燃烧装置、过渡段、CO₂气动激光产生装置和排气段；

吸气式脉冲爆震燃烧装置包括外壳、中心体、旋转阀和扰流螺旋；

外壳包括从前至后依次设置的锥形壳体和筒形壳体；

中心体同轴设置在位于前端的外壳内，中心体包括进气锥部和尾锥部，进气锥部与锥形壳体之间的间隙构成进气道；中心体中沿周向布设有若干个燃料喷注通道；

燃料喷注通道所提供的燃料是液态的甲苯、苯、煤油，或者气态的乙炔、甲烷碳氢燃料，燃料选取原则为含碳较多含氢较少且易燃易爆，通过控制燃料配比控制产物中水的含量少于总质量的1%；

旋转阀的数量为两个，两个旋转阀竖向并列叠放在位于中心体下游的筒形壳体内，其中一个旋转阀能够转动，另一个旋转阀位置固定；

进气道后与旋转阀之间的外壳内空间形成推进剂混合区，位于旋转阀下游的筒形壳体内空间形成脉冲爆震燃烧室；位于脉冲爆震燃烧室前端的筒形壳体上设置有能脉冲点火的点火装置；

扰流螺旋同轴设置在脉冲爆震燃烧室内；

CO₂气动激光产生装置通过过渡段与吸气式脉冲爆震燃烧装置相连接；过渡段为圆转矩结构；

CO₂气动激光产生装置包括矩形壳体、内置在矩形壳体中的阵列喷管和光腔，与光腔对应的矩形壳体上设置激光出口；

筒形壳体的内径D和脉冲爆震燃烧室所对应的筒形壳体的长度L需满足L/D≥20；扰流螺旋长度在（2-10）D之间，螺距在（1/2-1）D之间；扰流螺旋的堵塞比在30%-50%之间；

当吸气式飞行器超音速飞行时，超声速的空气从进气道吸入并变为亚声速或超声速，在推进剂混合区与从燃料喷注通道喷注的燃料混合，其中一个旋转阀按设定频率转动，实现推进剂向脉冲爆震燃烧室的脉冲供应，经点火装置脉冲点火，在脉冲爆震燃烧室内产生脉冲爆震燃烧，燃烧后气体经CO₂气动激光产生装置后产生脉冲激光；

排气段设置在CO₂气动激光产生装置的尾端，其构型依据激光器的工作模式而定，仅用于产出激光用途时，呈减缩构型，当同时用于产出激光和产生推力时呈缩放构型。

2.根据权利要求1所述的吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器，其特征在于：与脉冲爆震燃烧室相对应的筒形壳体中内置有壳体冷却通道。

3.根据权利要求1所述的吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器，其特征在于：中心体的中心设置有燃料集液腔，燃料集液腔分别与每个燃料喷注通道和位于外侧的燃料供应系统相连接。

4.根据权利要求1所述的吸气式脉冲爆震燃烧驱动的预混式二氧化碳气动激光器，其特征在于：点火装置为火花塞和热射流中一种或两种。