[发明专利]一种用于多管脉冲爆震燃烧室的自适应低压燃油分配器有效

专利信息
申请号: 202010538368.9 申请日: 2020-06-12
公开(公告)号: CN111720217B 公开(公告)日: 2021-07-06
发明(设计)人: 郑龙席;谭汶昊;王凌羿 申请(专利权)人: 西北工业大学
主分类号: F02C7/228 分类号: F02C7/228;F02C7/22
代理公司: 西北工业大学专利中心 61204 代理人: 云燕春
地址: 710072 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 脉冲 燃烧室 自适应 低压 燃油 分配器
【说明书】:

发明一种用于多管脉冲爆震燃烧室的自适应低压燃油分配器,属于航空发动机领域;包括低压分油腔、燃油支路和稳压段,低压分油腔顶部中央设置有燃油进口,底部等间距设置多个燃油出口;多个稳压段均通过燃油支路与低压分油腔的燃油出口一一对应连通;稳压段沿中心轴开有台阶通孔作为流道,台阶通孔两端的直径大于中部的直径,位于中部的一段称为薄壁小孔;薄壁小孔的直径为爆震燃烧室当量直径的0.010~0.025倍,其轴向长度为其直径的1~4倍。通过低压分油腔的稳压、稳压段薄壁小孔的节流,有效提高分配器在自适应供油情况下各燃油支路燃油流量均匀性,减小燃油支路因爆震燃烧室内燃气压力波动引起的燃油倒流,降低分油腔内压力脉动,减小燃油支路间互相干扰。

技术领域

本发明属于航空发动机领域,具体涉及一种用于多管脉冲爆震燃烧室的自适应低压燃油分配器。

背景技术

爆震燃烧具有传播速度快、能自增压、燃烧过程熵增低等特有优点,因此,发动机中采用脉冲爆震燃烧后可提高其循环热效率、简化结构,同时提升发动机单位推力并降低耗油率。使其在无人飞机、导弹以及组合动力装置等领域有着广阔的应用前景,并有望成为未来最先进的动力装置之一。其核心部件多管脉冲爆震燃烧室的燃油附件系统的小型化、轻量化是实现该类发动机工程化必须解决的问题。

由于多管脉冲爆震燃烧室工作的非定常特性和爆震本身的随机性使得其燃油供给系统十分复杂,为了匹配爆震室工作,燃油也必须周期性的喷入爆震室并且需要根据爆震室具体工作情况进行实时流量调节,为此供油系统需针对每个单管爆震室进行单独燃油供给控制,多管爆震室则需多套燃油流量测试、调节和控制器,其制造成本高昂、可靠性低并且无法满足小型轻量的工程要求,仅适用于地面台架试验。

针对爆震室工作特性,研究人员设计了一种自适应供油系统,它利用脉冲爆震燃烧室工作周期性产生爆震波导致燃烧室内燃气压力周期性波动,燃烧室内压力大于供油压力停止供应燃油,燃烧室内压力小于供油压力供应燃油,实现油路自适应周期性通断。

为了解决多管爆震室供油问题,结合自适应供油原理,文献1[袁成,范玮,彭畅新等.六管吸气式脉冲爆震发动机试验[J].航空动力学报,2011,26(9):1984-1984.]中设计了一种用于六管脉冲爆震燃烧室的分油器,包括一个进油口、六个出油口、一个集油腔和六个燃油支管,该分油器要求必须水平放置,而且燃油支路油管长度、燃油支路出口高度以及爆震室内脉动压力都会影响分油均匀性。文献2[刘鸿.六管气动阀式两相脉冲爆震发动机试验研究[D].南京航空航天大学,2010.]中设计了两种用于六管脉冲爆震燃烧室的燃油分配装置,第一种包括一个燃油分配管和六个燃油支管,燃油分配管为长300mm直管且有六个燃油出口,实验表明该装置工作时燃油分配均匀度受爆震室内脉动压力影响过大;第二种包括一个有三个燃油出口的环形燃油分配管和六个加长燃油支路油管,每两个加长燃油支路油管使用一个三通连接在燃油出口上,实验表明该装置使用加长油路克服了爆震室内脉动压力的影响,但受重力影响,分油均匀度不佳,各个爆震室工作状态一致性差。

发明内容

要解决的技术问题:

为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种用于多管脉冲爆震燃烧室的自适应低压燃油分配器,通过低压分油腔稳压、稳压段小孔节流提高分配器在自适应供油情况下各燃油支路燃油流量均匀性,结构简单、加工简易、工作稳定,解决多管脉冲爆震燃烧室燃油自适应供给分油器燃油分配不均、受爆震室内脉动压力影响大、电控设备复杂、可靠性低的问题。

本发明的技术方案是:一种用于多管脉冲爆震燃烧室的自适应低压燃油分配器,其特征在于:包括低压分油腔、燃油支路和稳压段,所述低压分油腔为腔体结构,其顶部中央设置有燃油进口,底部等间距设置多个燃油出口;多个所述稳压段均通过燃油支路与低压分油腔的燃油出口一一对应连通;

所述燃油支路包括燃油支路接头、燃油支路压紧帽和燃油支路油管,所述燃油支路油管的一端通过燃油支路接头和燃油支路压紧帽与所述低压分油腔的燃油出口连通,另一端与所述稳压段固定连接,并通过稳压段与爆震燃烧室连通;

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