[发明专利]一种脉冲爆震发动机压力反传抑制结构

说明书

本发明提供了一种脉冲爆震发动机压力反传抑制结构，包括环套与多级压力衰减置；衰减装置的前段衰减器和后段衰减器各一个，中段级数可调，从而构成一个多级可调结构；衰减器通过扩张通道降低反传压力；环套起连接和固定衰减器的作用；环套还与衰减器形成谐振腔和外流道；通过分气帽将来流分成内外两股，谐振腔通过进气槽与外股气流联通，通过稀波孔与衰减器内流道联通。本发明通过结构间的巧妙结合，形成了多种反传压力衰减方式，综合运行了目前的反传抑制理论，比如钝体反射、扩张通道减压、谐振腔耗散等，具有反传压力衰减距离短、反传压力衰减效果好等特点，能够可靠地抑制爆震管的反传压力和回流燃气，在一定来流压头的基础上有很好的应用效果。

技术领域

本发明属于脉冲爆震发动机领域，涉及一种脉冲爆震发动机压力反传抑制结构。

背景技术

脉冲爆震发动机(Pulse Detonation Engine，简称PDE)是一种利用周期性爆震波产生推力的脉冲式喷气发动机。脉冲爆震发动机的热力过程近似等容循环，因而具有较高的热效率。脉冲爆震发动机的优点还在于燃烧过程迅速、能量密度高。由于其广阔的应用前景和优良的潜在性能，吸引了国内外众多学者的研究和探讨。脉冲爆震发动机按氧化剂来源分为吸气式脉冲爆震发动机(Air-breathing Pulse Detonation Engine，简称APDE)和火箭式脉冲爆震发动机(Pulse Detonation Rocket Engine，简称PDRE)。其中APDE氧化剂从空气中获得，从而无需自带氧化剂，适合大气层内飞行器。

爆震波在起始过程中会向两端传播，一端传向进气道，会发展为激波等组成的复杂波系，称为回传波。与此同时，回传波会使燃气回流。回传波和回流燃气一方面会造成负推力，影响发动机整体性能，另一方面会影响进气道正常工作，导致进气道不能起动、进气道振荡等现象，进而导致发动机整体工作失败。

一般在APDE进气道与爆震管之间加装机械阀或气动阀来防止或者抑制回传波的影响。然而，在高温高压高频的工作环境下，机械阀极易产生机械疲劳，造成阀门损坏，可靠性没有保证；同时机械阀的响应速度也极大地限制了工作频率的提高。因此，气动阀的研究具有重要意义。通常气动阀应该具有正向流阻小、流量大，反向流阻大，能有效抑制回传波和燃气回流。目前，气动阀还需要大量的研究来改进提升。

针对以上情况，本发明提出了一种脉冲爆震发动机压力反传抑制结构。

发明内容

要解决的技术问题

为解决吸气式脉冲爆震发动机压力反传引起的一系列问题，本发明提出了一种脉冲爆震发动机压力反传抑制结构。该结构利用多级压力衰减装置与谐振腔相结合的方式，能够有效衰减回传波，同时抑制燃气回流。

技术方案

所述一种脉冲爆震发动机压力反传抑制结构，其特征在于包括环套(1)和多级压力衰减装置(2、3、4)；所述环套(1)为该结构最外层变截面管道，用于多级压力衰减装置(2、3、4)的连接和固定，环套(1)的形面与压力衰减装置(2、3、4)的形面配合形成特定的流道；所述多级压力衰减装置(2、3、4)包括前段衰减器(2)、中段衰减器(3)和后段衰减器(4)，各段衰减器与环套(1)形成不同尺寸的谐振腔(7、8、9、10)；所述前段衰减器(2)和后段衰减器(4)各自只有一级；所述中段衰减器(3)根据压力抑制的强度需要可以不只一级。

所述一种脉冲爆震发动机压力反传抑制结构，其特征还在于包括分气帽(6)、进气槽(16)；分气帽(6)用于分配流量，将进气道来流分成内外两股，内流通过前段衰减器(2)、中段衰减器(3)和后段衰减器(4)的流道进入爆震管，外流通过进气槽(16)进入各谐振腔，吹除腔内燃气，减小内流填充阻力，最终进入爆震管。