[发明专利]一种消除飞行过程中陀螺力矩的旋转爆震燃烧方法

权利要求书

1.消除飞行过程中陀螺力矩的旋转爆震燃烧方法，包括旋转爆震燃烧室本体、点火系统、供给及掺混系统和排气系统，其特征在于：通过采用两个或多个同轴环形燃烧室的结构布局，各燃烧室作为独立单元，由安装在头部的喷嘴分别喷注燃料和氧化剂，惰性介质喷嘴安装在点火位置一侧，惰性介质喷注略早于点火，触发爆震后停止喷注惰性介质，爆震波仅能朝着远离惰性介质的方向传播，从而实现爆震波旋转方向的控制，不同燃烧室内爆震波传播方向不同，使得不同燃烧室内的转矩互相抵消，从而消除飞行过程中的陀螺力矩，可以提高发动机工作的稳定性；

燃烧室外形尺寸准则应满足以下条件，

(1)燃烧室长度

燃烧室应能提供足够的长度以满足燃料蒸发和燃烧响应时间的需要，根据发动机燃烧室结构，燃烧室长度需满足以下条件，

①环形燃烧室

0.375(d₁+d₂)≤l₁≤0.625(d₁+d₂)

0.375(d₃+d₄)≤l₂≤0.625(d₃+d₄)

0.375(d_2i+1+d_2i+2)≤l_i+1≤0.625(d_2i+1+d_2i+2)

②空桶形燃烧室

0.75d₂≤l₁≤1.2d₂

0.375(d₃+d₄)≤l₂≤0.625(d₃+d₄)

0.375(d_2i+1+d_2i+2)≤l_i+1≤0.625(d_2i+1+d_2i+2)

式中，d₁为燃烧室内柱直径，d₂为内燃烧室外环内径，d₃为内燃烧室外环外径，d₄为1#外燃烧室外环内径，d_2i+1为(i-1)#外燃烧室外环外径，d_2i+2为i#外燃烧室外环内径，l₁为内燃烧室轴向长度，l₂为1#外燃烧室轴向长度，l_i+1为i#外燃烧室轴向长度，i≥1，i为正整数；

(2)内外燃烧室体积

燃烧室应能保证燃料氧化剂在其中有足够的空间以保证充分蒸发混合和燃烧，根据燃烧室体积经验关系式，内外燃烧室体积需满足以下条件，

式中，V₁为内燃烧室体积，V₂为1#外燃烧室体积，V_i+1为i#外燃烧室体积，i≥1，i为正整数；

(3)燃烧室流量

根据动量矩定理，内外燃烧室流量需满足以下条件，

式中，q_m1为内燃烧室质量流量，q_m2为1#外燃烧室质量流量，q_m(i+1)为i#外燃烧室质量流量，正号表示该燃烧室内旋转爆震波传播方向为逆时针方向，负号表示顺时针方向。

2.根据权利要求1所述的消除飞行过程中陀螺力矩的旋转爆震燃烧方法，其特征在于：旋转爆震燃烧室由燃烧室前端、外燃烧室外环、内燃烧室外环组成。

3.根据权利要求2所述的消除飞行过程中陀螺力矩的旋转爆震燃烧方法，其特征在于：内、外燃烧室外环均是圆环形壳体，燃烧室前端是圆盘，内燃烧室外环和内燃烧室前端共同组成旋转爆震燃烧室内燃烧室的主体，内燃烧室外环可充当外燃烧室内柱，外燃烧室外环、内燃烧室外环外表面和外燃烧室前端共同组成外燃烧室主体，外燃烧室为环形燃烧室，内燃烧室根据有无内柱可设计为环形燃烧室或空桶形燃烧室；同轴环形燃烧室数量可依据实际情况设计为2个或多个，外燃烧室编号按照径向由内向外为1#、2#、3#，以此类推。