[发明专利]一种有益于壁面冷却与起爆的脉冲爆震火箭发动机供油方案

权利要求书

1.一种脉冲爆震火箭发动机供油系统，其特征在于：结构包括爆震燃烧室(1)、共轨供油管道(2)、供油环管(3)、旋转阀(4)、燃油预热腔(5)、火花塞(6)、同轴喷嘴(7)，其中爆震燃烧室(1)沿来流方向依次分为DDT段(8)与爆震传播段(9)两部分；从油箱引出的共轨供油管道(2)的前段与爆震燃烧室(1)前端的DDT段(8)之间依靠供油环管(3)连接，同时后端直接与燃油预热腔(5)相连，其中一根供油管道(2)还与爆震燃烧室(1)头部的同轴喷嘴(7)相连为其外环油路供油；供油环管(3)的环面与爆震燃烧室(1)轴线垂直，且环管的中心位于爆震燃烧室(1)中轴线上；供油环管(3)从周向上每隔60°伸出支管与DDT段(8)上的喷注孔(10)通过旋转阀(4)连接，支管末端还装有密封圈(12)，以免燃油泄漏；旋转阀(4)为两端开放的直管，其上沿轴向与周向均布有通孔，旋转阀(4)与爆震燃烧室(1)同轴安装，轴线平行于来流方向，以外接电源为动力旋转工作，工作过程中旋转阀(4)上通孔与DDT段(8)上喷注孔(10)在有部分面积重合时，燃油被容许通过，此时定义为旋转阀(4)的“开启”状态；当旋转阀(4)上通孔与DDT段(8)上喷注孔(10)不存在重合面积时，定义为旋转阀(4)的“关闭”状态。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震火箭发动机供油系统，其特征在于：所述的爆震燃烧室(1)整体是长径比24～26的一端封闭一端开放的圆柱筒状，封闭端壁上有同轴喷嘴(7)的安装位置，在爆震燃烧室(1)前部的DDT段(8)长10倍管径，DDT段(8)上沿周向与轴向阵列有若干个喷注孔(10)，孔轴线与爆震燃烧室(1)轴线成15°倾角，孔径为1mm；在后部的爆震传播段(9)上，沿周向与轴向阵列有若干个发汗冷却小孔(11)，发汗冷却小孔(11)的轴线与爆震燃烧室(1)轴线垂直，爆震传播段(9)在出口附近不再设置小孔。

3.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震火箭发动机供油系统，其特征在于：所述的共轨供油管道(2)为内径10mm的长直管道，其长度视爆震燃烧室(1)的轴向尺寸决定，其入口连接高压油泵，出口分别与同轴喷嘴(7)、供油环管(3)和燃油预热腔(5)依靠球形接头密封连接，来自高压油泵的燃油经由同轴喷嘴(7)、供油环管(3)和燃油预热腔(5)分别进入爆震燃烧室(1)内，燃油喷入爆震燃烧室(1)后与由同轴喷嘴(7)喷入燃烧室的氧化剂掺混形成可爆混合物。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震火箭发动机供油系统，其特征在于：所述的供油环管(3)环形部分的直径略大于旋转阀(4)直径，与旋转阀(4)间靠支管接触，支管的内径与旋转阀(4)上通孔、DDT段(8)上喷注孔(10)直径均相同，且支管与DDT段(8)上外壁上喷注孔(10)始终中心对齐。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震火箭发动机供油系统，其特征在于：所述的旋转阀(4)整体为两端开口的圆筒形，和爆震燃烧室(1)同轴安装在DDT段(8)的外壁面上，轴向长度略短于DDT段(8)，旋转阀(4)表面沿轴向等距设有若干排深1mm的沟槽，便于定位安装供油环管(3)，沟槽内沿周向阵列有若干个通孔，通孔的数目、直径与相对间距均与DDT段(8)上喷注孔(10)相同，旋转阀(4)处在“开启”状态时，燃油能从旋转阀(4)上通孔通过。

6.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震火箭发动机供油系统，其特征在于：所述的燃油预热腔(6)安装在爆震燃烧室(1)后段上，与爆震燃烧室(1)采用焊接方式严密连接，轴向长度略短于爆震传播段(9)，燃油预热腔(6)的内壁面与爆震燃烧室(1)的爆震传播段(9)的外壁面重合，这一壁面上沿轴向与周向均布有发汗冷却小孔(11)，孔径不大于0.05mm，为保证冷却效果轴向上相邻孔排的间距不超过5mm，周向上相邻小孔的间距不大于15°；为避免结焦产物堵塞发汗冷却小孔(11)，燃油预热腔(6)内部壁面采用惰性涂层处理材料表面以抑制结焦。

7.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震火箭发动机供油系统，其特征在于：所述的同轴喷嘴(7)类型为气液同轴直射式喷嘴，其中心孔与氧化剂贮存单元连接，外侧环缝与共轨供油管道(2)连接，燃油与氧化剂在爆震燃烧室(1)前端附近发生掺混，形成可爆混合物。