[发明专利]一种用于固体火箭燃气超燃冲压发动机的扰流装置

说明书

本发明公开一种用于固体火箭燃气超燃冲压发动机的扰流装置，包括扰流装置本体，扰流装置本体用于放置于固体火箭燃气超燃冲压发动机的隔离段内，并将进气道隔离段内分成该扰流装置的左侧和右侧的两个气体流道；所述扰流装置本体由前到后包括依次相连接的尖劈段、等直段和交错段；交错段的上下、左右侧面与等直段的相对应的侧面均分别为一平面；该交错段内由前到后开通有一条或者多条一次燃气通道，当为多条时，其在竖直方向上间隔排布；该交错段的左右侧面分别为侧面b和侧面c，侧面b和侧面c间设置有倾斜面d和倾斜面e，所述倾斜面d由侧面b的前端朝向侧面c的后端倾斜，所述倾斜面e由侧面c的前端朝向侧面b的后端倾斜，倾斜面d和倾斜面e依次交替排布于一次燃气通道的两侧。该扰流装置提高了一次燃气在燃烧室中的燃烧效率。

技术领域

本发明属于固体火箭燃气超燃冲压发动机技术领域，具体涉及一种用于固体火箭燃气超燃冲压发动机的扰流装置。

背景技术

固体火箭燃气超燃冲压发动机是利用燃气发生器产生的富燃燃气与空气掺混燃烧产生高温燃气，经喷管膨胀作用产生推力。其相比于液体超燃冲压发动机具有结构简单、成本低、作战反应时间短、机动性与安全性好、贮存时间长等优势，相比于固体燃料超燃冲压发动机具有流量易于调节、不存在点火及火焰稳定问题、燃烧室工作过程受来流参数影响小、工作时间长等优势，因此固体火箭燃气超燃冲压发动机具有良好的应用前景^[1-3]。

目前国内外对于固体火箭燃气超燃冲压发动机的研究尚处于初级阶段，国内的吕仲设计了头部与侧向进气两种方案，通过数值模拟与实验研究验证了固体火箭燃气超燃冲压发动机的可行性^[1]；刘仔、陈林泉等人开展了固体火箭燃气超燃冲压发动机补燃室构型的影响分析，针对纯气相的燃烧产物，分析了补燃室长度以及扩张角度对于补燃室性能的影响^[3]；李轩、马利锋等开展了固体火箭燃气超超燃冲压发动机性能模拟研究，针对纯气相的燃烧产物，分别研究了凹腔以及扰流装置两种混合增强方式对于发动机补燃室的掺混燃烧性能的影响。凹腔结构促进了燃烧反应的进行，同时也带来较大的内部阻力，凹腔结构增加了发动机的直径，导致飞行器外部阻力增加；扰流装置提高了一次燃气与来流空气的掺混，提高了二次补燃效率，但是此类扰流装置的直接引入，在补燃室形成明显的物理喉道，一旦二次补燃，将在扰流装置附近形成压强峰，势必会造成补燃室内阻的急剧增加，使得发动机的整体性能严重下降。同时，此类扰流装置直接引入流道，对于内流场的影响较大，带来较大的损失，一次燃气直接冲刷扰流装置，对于扰流装置的热防护以及材料性能将要求特别高。由于一次燃烧产物中含有大量的固体颗粒，国内外关于固体火箭燃气超燃冲压发动机补燃室中的燃烧掺混研究尚浅，对于固体火箭燃气超燃冲压发动机补燃室内气固两相的增强掺混装置几乎未见文献报道。

参考文献：

[1]吕仲，固体火箭超燃冲压发动机工作特性研究[D]，国防科学技术大学，2012。

[2]赵庆华，刘建全，王莉莉,马岩.固体燃料的超声速燃烧研究进展[J].，飞航导弹，2009，(10)：59-63。

[3]刘仔，陈林泉，吴秋,王立武.固体火箭超燃冲压发动机补燃室构型的影响分析[J].固体火箭技术，：1-6。

[4]李轩，马利锋，赵永涛，杨玉新，董新刚，固体火箭超燃冲压发动机性能数值模拟研究[J]，弹箭与制导学报，2014，(01):104-107+161。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高了燃料在燃烧室燃烧效率的用于固体火箭燃气超燃冲压发动机的扰流装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种用于固体火箭燃气超燃冲压发动机的扰流装置，包括扰流装置本体，扰流装置本体用于放置于固体火箭燃气超燃冲压发动机的隔离段内，并将进气道隔离段内分成该扰流装置的左侧和右侧的两个气体流道；