[发明专利]超燃冲压发动机爆震稳定控制系统及其控制方法

权利要求书

1.超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：包括超燃冲压发动机、爆震波状态监测系统和壁面边界抽吸控制系统，在超燃冲压发动机上设有能够对超燃冲压发动机其燃烧室进行壁面边界抽吸的抽吸装置以及能够对超燃冲压发动机其燃烧室进行热射流喷注实现爆震其爆的热射流装置；其中抽吸装置与壁面边界抽吸控制系统连接并由其控制；热射流装置其热射流喷注孔开设在燃烧室的下壁面；

热射流装置喷入热射流，在超冲压发动机燃烧室内的超声速气流中实现爆震起爆，与此同时爆震波状态监测系统实时检测超燃冲压发动机其燃烧室内爆震波的实时传播位置，并将爆震波的实时传播位置传输给壁面边界抽吸控制系统，壁面边界抽吸控制系统根据爆震波的实时传播位置信息确定当前有效抽吸区域，开启抽吸装置对当前有效抽吸区域进行壁面边界抽吸，随着爆震波的前传，爆震波的实时传播位置动态变化，壁面边界抽吸系统根据爆震波的实时传播位置的变化动态改变抽吸装置对应的有效抽吸区域。

2.根据权利要求1所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：所述热射流装置为热射流管，热射流管的氧化剂为空气，热射流管的燃烧剂采用可燃气。

3.根据权利要求2所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：在超冲压发动机的进气道的上游壁面上开设供空气进入的进气孔，进气孔通过进气通道连接至热射流管，为热射流管提供空气作为氧化剂。

4.根据权利要求2所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：氧化剂和燃烧剂在热射流管内进行混合后的预混气经火花塞点火燃烧形成高温高压产物，通过热射流管出口端的一个收缩通道后从热射流喷注孔高速喷出形成热射流。

5.根据权利要求1所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：抽吸装置包括抽吸孔、抽吸泵、控制各抽吸孔开关的电子阀门以及连通在抽吸孔与抽吸泵之间的管路；在超燃冲压发动机其燃烧室的上、下侧壁面上均顺着燃烧室的长度方向等间距开设有多个抽吸孔，抽吸孔联通燃烧室壁内的管路且通过管路与抽吸泵连接；各抽吸孔联通的管道上均设有电子阀门，各抽吸孔通过电子阀门实现独立的开关控制；各电子阀门以及抽吸泵均与壁面边界抽吸控制系统连接；抽吸泵的抽吸强度由壁面边界抽吸控制系统控制；壁面边界抽吸控制系统通过控制各电子阀门的开关进而实现各抽吸孔开关的控制。

6.根据权利要求1所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：在超燃冲压发动机其燃烧室的一侧壁面上顺着燃烧室的长度方向等间距安装有多个压力传感器，各压力传感器与爆震波状态监测系统连接，各压力传感器将监测到的压力信号实时传输给爆震波状态监测系统，爆震波状态监测系统根据各压力传感器检测到的压力信号判断爆震波的实时传播位置。

7.根据权利要求6所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：爆震波状态监测系统根据各压力传感器检测到的压力信号判断爆震波的实时传播位置的方法是：爆震波为一道强激波，爆震波通过燃烧室某处壁面时会引起该壁面压力突然跃升，因而通过压力传感器实时测量壁面压力，当检测到壁面突然跃升的压力传感器的所在位置即爆震波当前的传播位置，以此规律即可判断爆震波的实时传播位置。

8.根据权利要求1所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，其特征在于：根据爆震波的实时传播位置信息确定当前有效抽吸区域的方法如下：

当前有效抽吸区域为爆震波的实时传播位置后的一段长度与燃烧室的高度相等的燃烧室区域，开启当前有效抽吸区域内的抽吸装置对当前有效抽吸区域进行壁面边界抽吸。

9.一种超燃冲压发动机爆震稳定控制方法，其特征在于，基于权利要求1至8中任一权利要求所述的超燃冲压发动机爆震稳定控制系统，首先启动热射流装置，热射流装置喷出的热射流喷入到进入燃烧室的超声速预混来流中，实现爆震起爆，与此同时爆震波状态监测系统实时检测超燃冲压发动机其燃烧室内的爆震波的实时传播位置，并将爆震波的实时传播位置传输给壁面边界抽吸控制系统，壁面边界抽吸控制系统根据爆震波的实时传播位置信息确定当前有效抽吸区域，当前有效抽吸区域为爆震波的实时传播位置后的一段长度与燃烧室的高度相等的燃烧室区域；当爆震波前传处于过驱状态时，开启当前有效抽吸区域内的抽吸装置在有效抽吸区域内进行壁面边界抽吸，随着爆震波的前传，爆震波的实时传播位置动态变化，壁面边界抽吸系统根据爆震波的实时传播位置的变化动态改变抽吸装置对应的有效抽吸区域，抑制爆震波过驱前传；当爆震传播处于衰减状态时，采用热射流装置喷注热射流，抑制爆震波衰减；最终，在热射流喷注和壁面边界抽吸的共同作用下，使得爆震波能够在超声速气流中实现动态稳定传播。