[发明专利]吸气式爆轰发动机的组合式雾化喷油结构

说明书

本发明公开了一种吸气式爆轰发动机的组合式雾化喷油结构，包括发动机管段、组合式喷油嘴和溅油环，发动机管段包括大直径段和第一小直径段，组合式喷油嘴设置于第一小直径段内并位于缩径段与第一小直径段连接处，组合式喷油嘴包括若干直射喷油嘴和雾化喷油嘴，直射喷油嘴设置于同一发动机管段截面位置并且以发动机管段截面的径向为喷油方向，雾化喷油嘴周向喷油并位于直射喷油嘴的下游，溅油环与所述发动机管段同轴设置并位于所述直射喷油嘴和发动机管段之间，溅油环与发动机管段间留有第一气流间隙，溅油环与直射喷油嘴之间留有第二气流间隙。本发明能在低油压下兼顾燃油质量流量和雾化效果，保证发动机稳定工作。

技术领域

本发明涉及一种雾化喷油结构，特别是涉及一种吸气式爆轰发动机的组合式雾化喷油结构。

背景技术

吸气式脉冲爆轰发动机在实际推进系统中的应用，需要使用具有更高能量密度和安全存储性能的液体燃料，而液体燃料必须经过雾化、蒸发以及与气相氧化剂掺混的过程。直射式雾化喷嘴虽然能够在较低的供油压力条件下提供足够质量流量的燃油，但雾化效果较差，造成点火段的点火困难，且最终的起爆效果不理想。精细雾化喷嘴虽然雾化效果好，能够保证点火起爆的成功率，但燃油质量流量较小，造成吸气式脉冲爆轰发动机尾部燃油供应不足，影响发动机的起爆效果；如果一味提高精细雾化喷嘴的供油压力，增大燃油的质量流量，又会导致喷嘴供油开始时间提前以及停止供油时间滞后的问题，不利于发动机的稳定工作。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种吸气式爆轰发动机的组合式雾化喷油结构，解决较低的供油压力条件下需要同时保证燃油质量流量与燃油雾化效果的问题，提高吸气式脉冲爆轰发动机的工作稳定性。

本发明技术方案如下：一种吸气式爆轰发动机的组合式雾化喷油结构，包括发动机管段、组合式喷油嘴和溅油环，所述发动机管段包括大直径段和第一小直径段，所述大直径段和第一小直径段由缩径段连接，所述组合式喷油嘴设置于所述第一小直径段内并位于所述缩径段与所述第一小直径段连接处，所述组合式喷油嘴包括若干直射喷油嘴和雾化喷油嘴，所述直射喷油嘴设置于同一发动机管段截面位置并且以发动机管段截面的径向为喷油方向，所述雾化喷油嘴在所述发动机管段的气流方向上位于所述直射喷油嘴的下游并且以发动机管段的轴向为喷油方向，所述直射喷油嘴和所述雾化喷油嘴由同一供油管路供油，所述溅油环与所述发动机管段同轴设置并位于所述直射喷油嘴和所述发动机管段之间，所述溅油环与所述发动机管段间留有第一气流间隙，所述溅油环与所述直射喷油嘴之间留有第二气流间隙。

本发明的组合式雾化喷油结构，由供油管路进入的燃油的一部分由直射喷油嘴向溅油环喷出，在发动机管段内气流在大直径段向第一小直径段流动时，缩径段的气流流通面积减小，使得进入发动机内的空气获得加速，溅油环内壁上的油膜在空气动力与燃油表面张力作用下，流动加速并逐渐变薄，横向展宽，在溅油环末端出口两侧气动力作用下雾化成小油珠，从而完成雾化过程。雾化后的燃油随发动机内的空气流向下游，从而保证了吸气式脉冲爆轰发动机的稳定工作。

优选地，所述直射喷油嘴以所述发动机管段截面周向等分间隔设置。

优选地，所述直射喷油嘴的下游侧设有凸缘环，所述凸缘环与所述溅油环同轴设置，所述凸缘环与所述溅油环之间构成所述第二气流间隙在所述发动机管段的轴向上的延伸间隙。通过延伸间隙延长油膜在溅油环表面移动时间，使油膜更薄在周向上分布更广，进一步提高直射喷油嘴喷出的燃油的雾化效果。

优选地，所述凸缘环与所述溅油环之间的延伸间隙的末端在所述发动机管段的轴向位置不超过所述雾化喷油嘴的出口。