[发明专利]一种带预燃室结构的脉冲爆震燃烧室头部

说明书

本发明公开了一种带预燃室结构的脉冲爆震燃烧室头部,包括头部本体、外机匣、预燃室和点火电嘴安装座，所述外机匣内设置有头部本体，所述外机匣后端通过焊接的方式与所述头部本体固定连接，其与头部本体一起构成二股通道；所述预燃室固定安装在所述头部本体上，所述预燃室两侧壁分别开设有若干个射流孔，所述射流孔径向错开。通过提升点火性能，提高爆震室的工作频率，拓宽爆震室的工作范围。爆震室的点火与火焰稳定均在预燃室完成，避开了主流的高速气流，不易吹熄，有效提升爆震室工作性能；提高点火能量，缩短爆震室的轴向长度。以预燃室发出的强大热量来点燃整个爆震室可以直接诱发爆震，缩短DDT距离，进而缩短爆震室的轴向长度。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种带预燃室结构的脉冲爆震燃烧室头部。

背景技术

脉冲爆震发动机(PDE)是利用周期性的爆震波产生的高温高压燃气来产生推力的新概念发动机，这种发动机具有循环热效率高、自增压以及结构简单等优点而受到了国内外研究人员的广泛关注。爆震起爆技术一直是脉冲爆震发动机研究的焦点和难点。脉冲爆震发动机的起爆通常有两种方法；直接起爆和间接起爆。直接起爆是通过高能量直接触发爆震，所需的点火装置比较庞大，在实际工作时不切实际。

现阶段通常采用间接起爆，具体途径是弱火花或预爆管点火。弱火花点火是指先用传统的火花塞点火形成了一个火焰核心，然后通过火焰加速的方法实现缓燃到爆震的转变(DDT)。预爆管点火是指在爆震管上方设立一个预爆管，在预爆管内填充容易起爆的反应物，在预爆管形成爆震后，喷射出热气流起爆主爆震室。

现阶段脉冲爆震燃烧室起爆方式通常为弱火花点火或者预爆管点火。弱火花点火形式虽然简单，但是由于点火能量小，需要一段较长的DDT过程。同时在高爆震频率工作时稳定性会变差，无法形成充分发展的爆震波，原因有二：1)随着爆震频率提高，来流速度对应提高，掺混后的可爆混合物很难进入点火涡孔，点火涡孔内的可爆混合物浓度较低，难以可靠点火；2)即便点火涡孔内点火成功后，因为主爆震室内混合物流速过高导致生成的弱火焰难以顺利传播和加速，容易发生猝熄。预爆管点火需要额外携带高敏感的燃料和氧化剂，同时需要预爆管与主爆管进行匹配，增加了控制系统难度。

发明内容

针对现有的脉冲爆震燃烧室点火起爆技术存在的不足，本发明提供了一种带预燃室结构的脉冲爆震燃烧室头部，该类型头部能有效提升点火性能，增加进入爆震段的点火能量，进而缩短爆震室的轴向长度，提高爆震频率，有效的改善了脉冲爆震燃烧室的工作性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种带预燃室结构的脉冲爆震燃烧室头部,包括头部本体、外机匣、预燃室和点火电嘴安装座，所述外机匣内设置有头部本体，所述外机匣后端通过焊接的方式与所述头部本体固定连接，其与头部本体一起构成二股通道；所述预燃室固定安装在所述头部本体上，所述预燃室两侧壁分别开设有若干个射流孔，所述射流孔径向错开，用于使进入的高压空气在所述预燃室内形成回流区，所述预燃室前壁面固定安装有第一燃油喷嘴，所述预燃室顶部固定安装有点火电嘴。

进一步地：所述预燃室侧壁开设的两排在径向上错开的射流孔，每排射流孔七个，七个射流孔沿周向等距分布。

进一步地：所述预燃室壁面开设有第一安装孔，所述第一安装孔上套设有用来固定安装第一燃油喷嘴的第一安装座。

进一步地：所述预燃室顶部开设有第二安装孔，所述第二安装孔上套设有用来固定安装点火电嘴的第二安装座。

进一步地：所述第一燃油喷嘴相对于所述头部本体的距离大于两排射流孔相对于所述头部本体的距离。

进一步地：所述头部本体上靠近高压空气进气端的侧壁设置有第二燃油喷嘴。

进一步地：所述头部本体对应所述第二燃油喷嘴的位置开设有第三安装孔，所述第三安装孔上套设有用来固定安装第二燃油喷嘴的第三安装座。