[发明专利]一种轴向补油裂解装置

说明书

本发明涉及一种轴向补油裂解装置，包括两端通口的预燃裂解室，所述预燃裂解室的内部固定有补油喷注嘴，所述补油喷注嘴的喷油方向沿着预燃裂解室的中心轴向设置，所述补油喷注嘴与供油装置连通。通过预燃裂解室使得煤油发生裂解，裂解生成的小分子燃料和活性基团，可通入旋转爆震发动机中，此时可显著降低旋转爆震发动机中的起爆能量、缩短起爆时间、提高爆震频率，达到利用煤油‑空气爆震的目的。

技术领域

本发明涉及航空发动机的技术领域，尤其是涉及一种轴向补油裂解装置。

背景技术

旋转爆震发动机的热循环效率比传统的燃气涡轮发动机高30%左右，是国际上军用航空动力的研究热点和前沿，有望显著降低耗油率，用于临近空间高速突防装备。

随着航空航天事业的高速发展，对高性能推进与动力系统的需求日益增加，并且推进与动力系统的性能指标也关系到飞行器的设计参数。为了提高推进系统的性能，采用高效燃烧组织与能量利用方式成为研究中的重要手段。常规动力系统，如涡轮发动机与火箭发动机等都是采用等压燃烧的方式，循环效率较低。燃烧方式除了爆燃，还有近似等容的爆震燃烧方式。研究表明，爆震燃烧热力循环效率较高，释能密度高、释热速率极快。基于此原因爆震发动机得到了越来越多的关注，也取得了长足进步，并在航空航天领域具有了工程应用。

而煤油-空气爆震一直是旋转爆震发动机的核心技术和国际难题，煤油-空气混合物直接起爆的能量很大、难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴向补油裂解装置，具有可实现煤油-空气爆震的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种轴向补油裂解装置，包括两端通口的预燃裂解室，所述预燃裂解室的内部固定有补油喷注嘴，所述补油喷注嘴的喷油方向沿着预燃裂解室的中心轴向设置，所述补油喷注嘴与供油装置连通。

通过上述技术方案，将预燃裂解室一端连接在燃室尾端，另一端连接在旋转爆震发动机上，使用时，先在燃烧室中点燃燃料，使得燃烧室喷出的高温进入预燃裂解室，此时通过补油喷注嘴沿着预燃裂解室的中心轴线方向且朝着燃烧室端向预燃裂解室中喷入煤油，此时喷入预燃裂解室中的煤油将与燃烧室中喷进预燃裂解室中的高温气体接触，由于煤油燃料分子在发生氧化燃烧之前将首先经历裂解过程，因此在预燃裂解室中高温的作用下将使得喷入预燃裂解室中的煤油发生裂解，并生成小分子燃料和活性基团，而裂解成的小分子气态燃料与活性基团可以显著降低起爆能量，因此将这些裂解后的小分子燃料和活性基团通入旋转爆震发动机中时可显著降低起爆能量、缩短起爆时间、提高爆震频率，达到利用煤油-空气爆震的目的。由于补油喷注嘴位于预燃裂解室的中心位置，仅此通过补油喷注嘴进入预燃裂解室中的煤油将在预燃裂解室中均与分布，不易出现煤油在预燃裂解室一侧多一侧少的情况。

优选的，所述预燃裂解室中设置有调节杆，所述调节杆的轴向与预燃裂解室的中心轴向平行，所述补油喷注嘴滑动连接在调节杆上，所述预燃裂解室上设置有调节补油喷注嘴在预燃裂解室中位置的调节装置。

通过上述技术方案，由于不同型号的燃烧室在预燃裂解室中产生的温度不同，而越靠近燃烧室预燃裂解室中的温度越高，因此为了使得煤油裂解效果更佳，需要根据不同燃烧室的型号调整向预燃裂解室中喷油的位置，以使得喷入预燃裂解室中的煤油处在高效裂解的温度段处，通过将补油喷注嘴滑动设置在调节杆上，可方便的调节补油喷注嘴在预燃裂解室中的位置。

优选的，所述补油喷注嘴上连接有支盘，所述支盘与调节杆滑动连接。

通过上述技术方案，为了使得补油喷注嘴能够稳定滑动，在补油喷注嘴上固定有支盘，使用时将支盘滑动连接在调节杆上，然后通过支盘与调节杆的相对运动来改变补油喷注嘴的位置。

优选的，所述调节杆数量为多根，所述支盘与多根调节杆均滑动连接。