[发明专利]冲压发动机燃烧室稳定器及稳焰方法

说明书

本发明涉及一种冲压发动机燃烧室，提供了一种冲压发动机燃烧室稳定器及稳焰方法，解决现有机械火焰稳定器气动损失大、稳焰范围窄，导致工作可靠性低，无法满足高马赫数下高效稳焰要求的问题。其中冲压发动机燃烧室稳定器包括后掠圆弧型支板，后掠圆弧型支板包括一个底面、两个端面及两个侧型面；所述后掠圆弧型支板的横截面为类三角形；两个侧型面的前部相连，两个侧型面分别向内凹形成圆弧侧型面。

技术领域

本发明涉及一种冲压发动机燃烧室，特别是涉及一种冲压发动机燃烧室稳定器及稳焰方法。

背景技术

冲压发动机的燃烧室在高速来流条件下，为了保证冲压发动机燃烧室内的火焰稳定燃烧，需要在燃烧室内建立一个局部低速回流区，创造火焰传播速度等于来流速度、燃料驻留时间大于点火延迟时间等条件，维持整个燃烧室火焰的持续存在和传播。

现有一种亚燃冲压发动机的工作范围非常宽（Ma2~Ma5），远超过目前较为成熟型号亚燃冲压发动机工作范围，其宽范围高效稳焰问题比较突出。

目前冲压发动机中常用的机械稳焰结构（如蒸发式稳定器）虽然能够满足较低马赫数（如Ma4）以下的高效稳焰要求，但其阻塞比较大，在更高马赫数（如Ma4~Ma5）情况下，将会产生较大的气动损失，降低发动机性能，无法满足高马赫数下高效稳焰要求。

发明内容

为了解决现有机械火焰稳定器气动损失大、稳焰范围窄，导致工作可靠性低，无法满足高马赫数下高效稳焰要求的问题，本发明提供了一种冲压发动机燃烧室稳定器及稳焰方法，后掠圆弧支板高速流阻损失小、射流可控以及射流强化掺混效果，可以满足宽范围的高效稳焰要求。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种冲压发动机燃烧室稳定器，其特殊之处在于：包括后掠圆弧型支板，所述后掠圆弧型支板包括一个底面、两个端面及两个侧型面；所述后掠圆弧型支板的横截面为类三角形；所述两个侧型面的前部相连，两个侧型面分别向内凹形成圆弧侧型面。

进一步地，所述后掠圆弧型支板后部的一个端面上设有延伸到另一个端面的盲孔，所述盲孔用于与外置燃油连通；所述侧型面上设有与盲孔相连通的喷油孔。

进一步地，所述两个侧型面相交处为圆弧过渡。

本发明提供了一种基于上述冲压发动机燃烧室稳定器的稳焰方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在发动机头部，且燃烧室前侧设置后掠圆弧型支板，在后掠圆弧型支板的前侧引入来流，所述来流为气体和燃油混合雾化后的气体；

步骤二、使来流经过后掠圆弧型支板的两个侧型面，

在后掠圆弧型支板后侧形成后方回流区，所述后掠圆弧型支板使来流具有足够大的偏转角；

步骤三、在后方回流区引入副射流，所述副射流的入射方向与来流方向相交。

进一步地，步骤三中，所述副射流为高焓富燃射流，其横截面为圆形。

进一步地，步骤三中，在后方回流区的中心位置喷入副射流，所述副射流的入射方向与来流方向垂直。

同时，本发明还提供另一种基于上述冲压发动机燃烧室稳定器的稳焰方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在发动机头部，且燃烧室前侧设置后掠圆弧型支板，在后掠圆弧型支板的前侧引入来流，所述来流为气体、或气体和燃油混合雾化后的气体；和喷油孔中喷出的燃油混合，并雾化燃油，

步骤二、外置燃油给后掠圆弧型支板的盲孔中通入燃油，并从喷油孔中喷出，与来流混合雾化，

经过后掠圆弧型支板的两个侧型面，在后掠圆弧型支板后侧形成后方回流区，所述后掠圆弧型支板使来流具有足够大的偏转角；