[发明专利]一种超燃冲压发动机的燃烧室

说明书

本发明涉及超声速气流中燃烧反应的产生装置，具体涉及一种超燃冲压发动机的燃烧室。本发明的目的是解决现有壁面稳焰装置对壁面位置造成过高的热负荷，增加了热防护难度的不足之处，而提供一种超燃冲压发动机的燃烧室，包括燃烧室内流道以及稳焰装置，所述稳焰装置包括稳焰中心锥、多个安装支板和斜坡体，所述稳焰中心锥为中空的锥体结构，锥尖朝向超声速气流流入方向，锥体前半段侧壁上设有多个燃料喷注孔；所述多个安装支板和斜坡均为中空结构，所述安装支板一端固定于稳焰中心锥上，且与稳焰中心锥内部连通，另一端与外部燃料供应源连通；所述斜坡体一端与稳焰中心锥内部连通，另一端为封闭端。

技术领域

本发明涉及超声速气流中燃烧反应的产生装置，具体涉及一种超燃冲压发动机的燃烧室。

背景技术

超燃冲压发动机由于具有结构简单、成本低、比冲高和航程远的优点，已成为高超声速动力系统及可重复使用航天动力系统的研究热点之一。

燃烧室是超燃冲压发动机的主要部件之一，主要功能是实现燃料与超声速空气的高效掺混，将燃料的化学能最大程度地转化为热能，为尾喷管提供高温燃气，以便膨胀加速产生推力，但由于超燃冲压发动机燃烧室内的气流速度较高，并且燃烧室的长度受重量、尺寸、热防护等因素的限制，导致燃料在燃烧室内的驻留时间很短，因此如何在超声速燃烧室中实现高效混合和稳定燃烧是研制超燃冲压发动机的关键技术之一。

现有技术主要通过在燃烧室壁面设置凹腔、台阶等结构作为燃烧室的稳焰装置，气流经过凹腔或台阶时，会在内部形成一个较大的亚声速回流区，燃料流经稳焰装置时受到回流区涡卷吸力作用进入内部，增加了局部燃料在燃烧室内停留时间，稳焰装置内产生的稳定低速点火源能够引燃外部的主流燃气，但是，采用凹腔或台阶结构的壁面稳焰装置会对壁面位置造成过高的热负荷，增加了热防护的难度。

发明内容

本发明的目的是解决现有壁面稳焰装置会对壁面位置造成过高的热负荷，增加了热防护难度的不足之处，而提供一种超燃冲压发动机的燃烧室。

本发明提供的技术解决方案是：

一种超燃冲压发动机的燃烧室，包括燃烧室内流道以及稳焰装置，其特殊之处在于：

所述稳焰装置包括稳焰中心锥、多个安装支板和斜坡体；

所述稳焰中心锥为中空的锥体结构，锥尖朝向超声速气流流入方向，并与燃烧室内流道保持同轴，底部为密封状，内部形成空腔，锥体前半段侧壁上设有多个燃料喷注孔；

所述多个安装支板为中空结构，安装支板的一端作为燃料入口固定于燃烧室内流道壁面上，并与外部燃料供应源连通，另一端作为燃料出口固定于稳焰中心锥上，且与稳焰中心锥内部空腔连通，且沿着气流流向，安装支板的燃料出口端位于燃料入口端前方；

所述多个安装支板在稳焰中心锥和燃烧室内流道之间沿圆周均匀布置；

所述多个斜坡体为中空四棱体结构，位于相邻两个安装支板之间，其前端连接在稳焰中心锥的锥体上，与稳焰中心锥内部空腔连通，后端为封闭状，与燃烧室内流道壁面保持间隙，且沿着气流流向，斜坡体的前端位于斜坡体后端的前方；所述斜坡体上设有多个燃料喷注孔；

所述多个斜坡体在稳焰中心锥和燃烧室内流道之间沿圆周均匀布置。

进一步地，所述安装支板上设有导流面。

进一步地，所述导流面上设有多个燃料喷注孔，并且沿导流面延伸方向均布。

进一步地，所述燃烧室内流道为轴对称设计，并且沿着气流流向燃烧室内流道的直径逐渐增大。