[实用新型]一种以金属粉末为燃料的加力燃烧室

说明书

本实用新型提供了一种以金属粉末为燃料的加力燃烧室，所述加力燃烧室包括粉末燃料储箱、活塞、离散稳焰锥、等离子点火器和整流锥，所述粉末燃料储箱通过储箱固定杆布置在所述整流锥内腔中，所述离散稳焰锥和所述等离子点火器安装在所述整流锥横截面上，使所述粉末燃料储箱与所述整流锥和所述离散稳焰锥同轴分布；所述粉末燃料储箱包括端盖、直段、收敛段和输粉管，所述端盖、所述直段、所述收敛段和所述输粉管依次连接形成一个完整的空腔；所述活塞安装在所述直段内。本实用新型采用金属粉末作为加力燃烧室的燃料，降低了传统燃油对燃气中含氧量的要求，同时金属粉末的燃烧热值高于燃油，可大幅提高加力燃烧室的温度，并有效减少油耗。

技术领域

本实用新型涉及航空航天动力技术领域，尤其涉及一种以金属粉末为燃料的加力燃烧室。

背景技术

加力燃烧室是燃气涡轮动力装置中的重要组成部分，常用于军用飞机中以增加发动机推力，从而提高军用飞机的机动性能。加力燃烧室通常安装在涡轮和尾喷管之间，通过将燃油喷入涡轮后的高温燃气中，燃油与燃气中的剩余氧气进行燃烧以进一步提高燃气温度和增大喷气速度，从而达到增推目的。但由于涡轮后燃气中的含氧量相比空气少了1/4左右，加之燃气气流速度过快，会导致油耗极高，使加力燃烧室只能在飞机起飞或高机动时短暂使用，严重制约了飞机的置空时间。

可见，如何在保证加力性能的前提下有效地降低燃油油耗是提高军用飞机机动性能的关键。其措施一方面是对传统常规的加力燃烧室进行良好的燃烧组织设计，另一方面则是寻求更高热值的加力燃料从而替代燃油。相比燃油而言，金属粉末燃料（如铝、镁等）具有更高的热值，被相继提出应用于粉末火箭发动机和粉末冲压发动机。鉴于冲压发动机和加力燃烧室在结构上有异曲同工之妙，故将金属粉末燃料用于加力燃烧室在原理上是可行的。不仅如此，金属粉末燃料在涡轮后燃气中的燃烧反应相比燃油而言具有天然优势，这在于金属粉末燃料不仅可以和燃气中的剩余氧气反应，还可以和燃气中的主要燃烧产物反应（如铝颗粒和水蒸气反应、镁颗粒和二氧化碳反应等），故金属粉末燃料加力燃烧室的应用前景广阔。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种以金属粉末为燃料的加力燃烧室，所述加力燃烧室包括粉末燃料储箱、活塞、离散稳焰锥、等离子点火器和整流锥，所述粉末燃料储箱通过储箱固定杆布置在所述整流锥内腔中，所述离散稳焰锥和所述等离子点火器安装在所述整流锥横截面上，使所述粉末燃料储箱与所述整流锥和所述离散稳焰锥同轴分布；所述粉末燃料储箱包括端盖、直段、收敛段和输粉管，所述端盖、所述直段、所述收敛段和所述输粉管依次连接形成一个完整的空腔；所述活塞安装在所述直段内。

其中，所述端盖中心设有驱动气进气孔，驱动气进气管路通过所述驱动气进气孔与所述端盖连接。

其中，所述直段底部设有粉末燃料加注孔，粉末燃料加注管路通过所述粉末燃料加注孔与所述直段连接。

其中，所述直段顶部与所述收敛段相接处设有流化气进气孔，流化气进气管路通过所述流化气进气孔安装在所述直段与所述收敛段的相接处；所述粉末燃料储箱内设有内部流化气管，所述内部流化气管的进气口与所述流化气进气管路接通，排气段均设置在所述粉末燃料储箱的中心轴线上，且排气口正对所述输粉管。

其中，所述直段顶部设有流化气进气孔，流化气进气管路通过所述流化气进气孔与所述直段连接；所述粉末燃料储箱内设有内部流化气管，所述内部流化气管的进气口与所述流化气进气管路接通，排气段均设置在所述粉末燃料储箱的中心轴线上，且排气口正对所述输粉管。

其中，所述收敛段顶部设有流化气进气孔，流化气进气管路通过所述流化气进气孔与所述收敛段连接；所述粉末燃料储箱内设有内部流化气管，所述内部流化气管的进气口与所述流化气进气管路接通，排气段均设置在所述粉末燃料储箱的中心轴线上，且排气口正对所述输粉管。

其中，所述直段与所述收敛段连接的角度在105-165度之间。