[发明专利]一种带外环旋转爆震增压燃烧室的多级加力燃烧室

权利要求书

1.一种带外环旋转爆震增压燃烧室的多级加力燃烧室，其特征在于：包括多级加力燃烧室，所述多级加力燃烧室设有加力外涵通道、内涵燃气通道、加力内锥、扩压掺混段、火焰稳定器、中心加力燃烧室隔热屏；所述加力外涵通道布置有旋转爆震增压燃烧室装置；所述加力内锥与扩压掺混段之间形成扩张通道；所述火焰稳定器设于加力内锥的后方中央；所述中心加力燃烧室隔热屏由多圆筒段结构组成，筒段直径自前向后递增，不同直径的筒段间形成进气环缝结构，使外涵分流气流进入中心加力燃烧室内；其中，部分加力外涵通道来流和压气机引流，通过扩压掺混段扩压后在中心加力燃烧室燃烧后从喷管排出产生推力；

所述旋转爆震增压燃烧室装置沿流向依次设有外涵分流段、旋转爆震扩压整流段、环形阵列式燃料喷口、值班预爆器和旋转爆震增压燃烧室；

其中，所述外涵分流段通过分配外环旋转爆震增压燃烧室、中心加力燃烧室及冷却气流量调节多级加力燃烧室工作状态，外涵通道来流和压气机引流经外涵分流段分流后，一部分用于中心加力燃烧室隔热屏与旋转爆震内壁面冷却，大部分通过旋转爆震扩压整流段后与环形阵列式燃料喷口喷射的燃料掺混，经值班预爆器起爆后产生连续旋转的爆震波在旋转爆震增压燃烧室中传播后经喷管排出产生推力；

其中，加速过程中随飞行马赫数变化，多级加力燃烧室工作在不同状态，旋转爆震增压燃烧室逐渐接力中心加力燃烧室工作；

状态一，速度低于马赫数2.0时，外涵分流段经分流板降低外涵旋转爆震增压燃烧室通流量，增加外涵经混合器进入中心加力燃烧室掺混燃烧及隔热屏冷却的空气流量，该状态下主要由中心加力燃烧室补燃燃烧提供推力，旋转爆震增压燃烧室主要起小流量通流、冷却喷管、降低红外辐射特性的作用；

状态二，马赫2.0～3.0时，旋转爆震增压燃烧室逐渐实现燃料喷注、起爆，外涵分流段逐渐收缩，压气机引气通道开启，增加旋转爆震增压燃烧室的进气量，环形阵列式燃料喷口进行径向燃油喷射与来流进行掺混，经值班预爆器诱导爆震波起爆后，旋转爆震增压燃烧室开始工作；

状态三，马赫3.0+时，进气道冲压效应增强，旋转爆震增压燃烧室工作稳定性逐渐加强，增加旋转爆震增压燃烧室燃料喷射量的同时，降低中心加力燃烧室喷注量，进而降低中心加力燃烧室热负荷，合理分配外环旋转爆震增压燃烧室与中心加力燃烧室输出推力，改善高总温条件下多级加力燃烧室工作服役性能。

2.如权利要求1所述的一种带外环旋转爆震增压燃烧室的多级加力燃烧室，其特征在于：所述喷管采用可调尾喷管，所述旋转爆震增压燃烧室与中心加力燃烧室共用可调尾喷管，可调尾喷管包括旋转爆震喷管内锥面和多级加力燃烧室尾喷管可调外壁面，通过调整尾喷管可调外壁面的收敛扩张来改变多级加力燃烧室尾喷管的整体收缩/扩张比，适应不同马赫数工作需求。

3.如权利要求1所述的一种带外环旋转爆震增压燃烧室的多级加力燃烧室，其特征在于：所述外涵分流段通过环状布置的分流板结构将外涵气流分为进入旋转爆震扩压整流段及进入冷却气流通道的两股气流。

4.如权利要求1所述的一种带外环旋转爆震增压燃烧室的多级加力燃烧室，其特征在于：所述多级加力燃烧室还包括波瓣混合器，所述波瓣混合器设于扩张通道内，用于内外涵气流的掺混。

5.如权利要求1所述的一种带外环旋转爆震增压燃烧室的多级加力燃烧室，其特征在于：所述火焰稳定器包括主火焰稳定器和值班火焰稳定器，所述值班火焰稳定器设于主火焰稳定器的中央。