[发明专利]一种微尺度爆震波衰减激波聚焦起爆器

说明书

本发明公开了一种微尺度爆震波衰减激波聚焦起爆器，其中，所述起爆器包括：填充头部、微尺度爆震腔、爆震波增强环腔、爆震波衰减环腔、激波聚焦爆震室、爆震波增强环腔座、微尺度爆震腔壁、聚焦凹腔本体、爆震波衰减环腔外壳体、爆震室延伸壳体、互击式燃料喷口和氧化剂喷口、与所述互击式燃料喷口连接的第一填充管路以及与所述氧化剂喷口连接的第二填充管路。本发明公开的微尺度爆震波衰减激波聚焦起爆器，结构简单、使用寿命长。

技术领域

本发明属于爆震燃烧技术领域，尤其涉及一种微尺度爆震波衰减激波聚焦起爆器。

背景技术

爆震发动机是一种利用准定容爆震燃烧替代传统发动机等压缓燃燃烧的新型推进系统，具有热循环效率高、结构相对简单、推重比高等优点。由于直接起爆的能量要求高，目前应用于脉冲爆震发动机或旋转爆震发动机的点火起爆方法主要有三类：第一类方法，利用高能易爆化学剂，实现直接爆震起爆，该方法使用方便，但多用于单次起爆，使用成本高。第二类方法，利用湍流增强装置实现燃烧转爆震起爆，这种方法通常需要足够的燃烧转爆震距离，而且扰流装置因受到爆震波的高温高压冲击而影响了使用寿命。第三类方法，激波聚焦火焰聚心起爆，这种方法利用聚焦构型实现火焰聚心起爆，优化了起爆装置的起爆距离，但是其成功起爆对填充物活性的要求比第二类方法高。因此，如何通过创新结构设计实现系统相对简单、结构寿命更长的起爆装置是驱动起爆技术进一步发展的动力。

激波聚焦起爆利用激波在会聚凹腔内的复杂波系作用，强化入射激波强度，从而在会聚凹腔顶点附近形成高温高压热点并诱发预混填充混合物直接起爆，是一种聚焦起爆的经典方法。但是，现存的激波聚焦起爆装置依赖的入射激波多由高压激波管、超音速射流、高能起爆装置等产生。高压激波管由于结构相对复杂，不适合爆震发动机的工程应用。超音速射流则受限于激波聚焦起爆的射流强度，限制了爆震发动机的工作范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可应用于激波聚焦起爆系统的结构简单、使用寿命更长的微尺度爆震波衰减激波发生器。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种微尺度爆震波衰减激波聚焦起爆器，其中，所述起爆器包括：填充头部、微尺度爆震腔、爆震波增强环腔、爆震波衰减环腔、激波聚焦爆震室、爆震波增强环腔座、微尺度爆震腔壁、聚焦凹腔本体、爆震波衰减环腔外壳体、爆震室延伸壳体、互击式燃料喷口和氧化剂喷口、与所述互击式燃料喷口连接的第一填充管路以及与所述氧化剂喷口连接的第二填充管路；

所述爆震波增强环腔座和微尺度爆震腔壁围成所述微尺度爆震腔，所述爆震波增强环腔座的外壳体和内壳体围成所述爆震波增强环腔，所述外壳体与所述内壳体通过四段空心筋连接固定；

所述填充头部的出口孔与所述微尺度爆震腔的中心连通，用于向微尺度爆震腔填充可燃预混气体；所述爆震波增强环腔与微尺度爆震腔连通；

所述聚焦凹腔本体、爆震波衰减环腔外壳体与爆震室延伸壳体围成所述爆震波衰减环腔；所述爆震波衰减环腔与所述爆震波增强环腔连通；

所述激波聚焦爆震室与所述聚焦凹腔本体上的互击式燃料喷口和氧化剂喷口连通，所述第一填充管路和所述第二填充管路经由爆震波增强环腔基座的空心筋与介质系统供应管路连接。

可选地，所述填充头部上设置有火花塞接口和气体填充接口；

所述火花塞接口用于安装电火花塞，所述气体填充接口用于填充预混气体填充。

可选地，所述微尺度爆震腔为圆柱状腔体，所述圆柱形状腔体高度为1.5mm。

可选地，所述爆震波增强环腔通过微尺度爆震腔的外溢进行可燃预混气体的填充。

可选地，所述爆震波增强环腔的填充系数为Vz/(Vz+Vs)；

其中，所述Vz为所述微尺度爆震腔的外溢预混气体在标准大气压下的体积，所述Vs为所述爆震波衰减环腔的容积。