[发明专利]一种采用多级燃烧增强装置的固体火箭超燃冲压发动机

说明书

本发明公开了一种采用多级燃烧增强装置的固体火箭超燃冲压发动机，包括：隔离段，为一包含进气端和出气端的空腔体；燃烧室，为一包含进气端和出气端的空腔体，且其进气端与隔离段的出气端一体连接；多个扰流装置，各扰流装置为凹腔和一组楔块单元的组合；凹腔，沿轴向间隔开设在燃烧室的上壁及下壁上，且上壁上的凹腔与下壁面的凹腔交错排布；一组楔块单元，设置于同一壁面上的相邻的两个凹腔间，且与对侧壁上的凹腔的位置相对应。该固体火箭超燃冲压发动机增强固体火箭产生的富燃燃气与超声速空气流的掺混度，进而增加可燃区域范围，提高火箭富燃燃气的燃烧效率，从而提高发动机的整体性能。

技术领域

本发明属于固体火箭超燃冲压发动机技术领域，具体涉及一种采用多级燃烧增强装置的固体火箭超燃冲压发动机。

背景技术

固体火箭超燃冲压发动机是利用固体药柱产生高温富燃燃气与超声速空气来流进行掺混和燃烧，经尾喷管膨胀作用产生推力。相对于液体超燃冲压发动机具有结构简单、易存储、低成本、强机动和作战反应速度快等优势，且固体火箭的流量易于调节、不存在点火及火焰稳定问题、燃烧室工作过程受来流参数影响小、工作时间长等优势，因此固体火箭超燃冲压发动机在空天飞行器上具有良好的应用前景。

目前国内外关于固体火箭超燃冲压发动机的研究尚处于初级阶段，不能很好地解决固体颗粒在燃烧室中的高效燃烧的问题。研究固体火箭超燃冲压发动机燃烧室中高温富燃燃气与超声速来流的掺混燃烧规律，对提高燃料的燃烧效率和缩短燃烧释热区间，从而大幅地提升总体性能具重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种采用多级燃烧增强装置的固体火箭超燃冲压发动机，增强固体火箭产生的富燃燃气与超声速空气流的掺混度，进而增加可燃区域范围，提高火箭富燃燃气的燃烧效率，从而提高发动机的整体性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种采用多级燃烧增强装置的固体火箭超燃冲压发动机，包括：

隔离段，为一包含进气端和出气端的空腔体；

燃烧室，为一包含进气端和出气端的空腔体，且其进气端与隔离段的出气端一体连接；

多个扰流装置，各扰流装置为凹腔和一组楔块单元的组合；

凹腔，沿轴向间隔开设在燃烧室的上壁及下壁上，且上壁上的凹腔与下壁面的凹腔交错排布；

一组楔块单元，设置于同一壁面上的相邻的两个凹腔间，且与对侧壁上的凹腔的位置相对应，形成S型的流体通道。

进一步地，还包括后向台阶，在燃烧室与隔离段连接处，由燃烧室的上部向上突扩形成。

进一步地，还包括燃气喷孔，位于后向台阶的后方，且竖直贯通开设在燃烧室前段的顶板上。

进一步地，该燃气喷孔为两个，左右间隔设置，且各燃气喷孔在展向上为长条状，在轴向上由上到下逐渐外扩。

进一步地，该一组楔块单元中，楔形块为多个，设置于燃烧室的上壁，且沿其展向间隔排布；其中，各楔形块的尖端朝向燃烧室的进气端。

进一步地，该各凹腔，贯通于燃烧室上壁面的左右端，且凹腔的后壁面由凹腔底部到顶端向后倾斜。

进一步地，该凹腔后壁面与所述燃烧室对应位置的壁面的夹角为45°。

进一步地，在所述燃烧室的前后端，扰流装置的凹腔位于上壁面上。

进一步地，该凹腔的底面平行于其所在侧的燃烧室的壁面。

本发明一种采用多级燃烧增强装置的固体火箭超燃冲压发动机具有如下优点：1.设置凹腔，高速燃气与来流在凹腔内产生的回流区内能够形成高效的掺混，并获得更长的驻留时间，有助于燃气与来流空气的高效燃烧。