[发明专利]一种激光激活氧分子的助燃方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种助燃方法。

背景技术

随着航空航天技术的进步，发展大推力火箭和高超声速航空发动机的需要对燃料燃烧反应速率提出了更高的要求。在火箭发动机设计中，由于必须自身携带氧化剂造成火箭负载增大也是火箭技术发展的瓶颈之一。因此，如何有效的提高燃烧反应速率，降低燃料点火温度成为当前研究的热点。超燃冲压发动机的燃烧室技术是其设计中主要的难点。超燃冲压发动机工作时，来流在燃烧室燃烧时以超声速流动，滞流时间只有几毫秒，在如此短的时间内要实现燃料的喷射、雾化、掺混、点火、稳定燃烧是非常困难的，为了解决这一难题，需要大大增加燃烧室的长度，而这样就会使飞行器的整体结构增大。

发明内容

本发明解决了现有发动机技术中燃料燃烧不稳定，并且燃烧时效率低的问题，提供一种激光激活氧分子的助燃方法，该方法由以下步骤完成：

步骤一：将混合气体通入石英圆管，并在石英圆管的出口处将所述混合气体点燃，产生本生灯火焰；所述混合气体是氧气与甲烷、氢气或者一氧化碳中的一种或几种的组合的混合物；

步骤二：采用可调谐染料激光器向步骤一所述本生灯火焰下方的气体未燃区发射激光光束，实现激光助燃。

本发明的有益效果：本发明所述的一种激光激活氧分子的助燃方法，使超燃冲压发动机的燃烧性能稳定，采用激光激活氧分子，引入了新的反应活化基团，导致燃烧链式反应中新的反应路径，大大加速了燃烧链式反应速度，从而降低混合燃料的着火温度，提高混合燃料的燃烧效率。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式十一的结构示意图，图2是激光激活氧分子助燃过程中的氧分子能级图，图3是激光激活氧分子助燃过程中的氧分子X³∑_g^-态、a¹Δ_g态、b¹∑_g⁺态电子组态示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，一种激光激活氧分子的助燃方法，该方法 由以下步骤完成：

步骤一：将混合气体通入石英圆管3，并在石英圆管3的出口处将所述混合气体点燃，产生本生灯火焰；所述混合气体是氧气与其它可燃气体的混合物；

步骤二：采用可调谐染料激光器17向步骤一所述本生灯火焰下方的气体未燃区发射激光光束，实现激光助燃。

本实施方式为采用激光激活氧分子助燃的原理，结合图2和图3说明本实施方式，采用激光激活氧分子助燃，是利用激光将基态氧分子激发至某一激发态，提高反应物活性，从而提高引发混合气体燃烧的链式反应和支链反应的速率，加速燃烧。表1为激发态氧分子对应的跃迁和参与的启动链式反应。

表1