[发明专利]一种超燃冲压燃烧室流向直线型等离子体点火器及点火方法

权利要求书

1.一种超燃冲压燃烧室流向直线型等离子体点火器，其特征在于，由绝缘体(101)、放电阴极(102)、放电接续电极(103)、放电阳极(104)、等离子体电源(301)、耦合电容(302)组成；其中

绝缘体(101)由耐高温绝缘体加工而成，整体构型为超燃冲压发动机常用的凹腔结构；凹腔前壁面与底面相垂直，保证来流形成较强的回流区；凹腔后壁面则与底面呈一定角度，以减小来流的阻力损失；

放电阴极(102)、放电接续电极(103)、放电阳极(104)由耐高温金属材料加工而成，所有电极都嵌入凹腔底面，电极上表面与凹腔底面持平；放电阴极(102)由一长条形金属电极组成，布置于凹腔底部前端并与其保持间距；放电阳极(104)由一长条形金属电极组成，布置于凹腔底部后端并与其保持间距；放电接续电极(103)由多个彼此间隔的长条形金属电极组成，间隔距离与等离子体激励电源参数相关，数量与凹腔底面长度相匹配，安装于凹腔底面的放电阴极(102)和放电阳极(104)之间，放电接续电极(103)的各个电极之间，以及放电接续电极(103)与放电阴极(102)、放电阳极(104)之间，都存有间距；

放电阴极(102)通过内置于绝缘体(101)的导线与等离子体电源(301)阴极相连；放电阳极(104)通过内置于绝缘体(101)的导线与等离子体电源(301)阳极相连；放电接续电极(103)与耦合电容(302)数量相同；每一个放电接续电极(103)与耦合电容(302)串联后连接到等离子体电源(301)的阳极。

2.如权利要求1所述的超燃冲压燃烧室流向直线型等离子体点火器，其特征在于：

绝缘体(101)由耐高温的陶瓷加工而成，绝缘体(101)的凹腔深度为5～20mm，凹腔底面长度为100～200mm，凹腔底面的宽度根据实际情况适当选择，凹腔部后倾斜壁面的倾斜角度为30～60°；

放电阴极(102)为矩形单根金属条构成，电极长为30～80mm，宽5～15mm，与凹腔底面前端距离5～15mm；

放电阳极(104)为矩形单根金属条构成，电极长为30～80mm，宽5～15mm，与凹腔底面后端距离5～15mm；

放电接续电极(103)数量为3～8根，每根金属条长为30～80mm，宽5～15mm，放电接续电极(103)的各个电极之间，以及放电接续电极(103)与放电阴极(102)、放电阳极(104)之间距离为2～15mm；

等离子体电源(301)输出波形为脉冲高压；耦合电容(302)的电容值需与电源功率匹配。

3.如权利要求2所述的超燃冲压燃烧室流向直线型等离子体点火器，其特征在于：

绝缘体(101)的凹腔深度为15mm，凹腔底面长度为100mm，凹腔部后倾斜壁面的倾斜角度为45°；

放电阴极(102)长为60mm，宽为10mm，与凹腔底面前端距离为10mm；

放电阳极(104)长为60mm，宽为10mm，与凹腔底面后端距离为10mm；

放电接续电极(103)数量为5根，每根金属条长为60mm，宽为10mm；放电接续电极(103)的各个电极之间，以及放电接续电极(103)与放电阴极(102)、放电阳极(104)之间距离为10mm；

放电阴极(102)、放电接续电极(103)、放电阳极(104)的长度和宽度都分别相同；

等离子体电源(301)输出电压为2～20KV，频率不小于5Hz，单位输出能量不小于12J；

耦合电容(302)的电容值范围为100～1000PF，耐压值为5～30KV。

4.如权利要求3所述的超燃冲压燃烧室流向直线型等离子体点火器，其特征在于：

绝缘体(101)由氧化铝陶瓷加工而成；

放电阴极(102)、放电阳极(104)、放电接续电极(103)由镍基高温合金加工而成；

等离子体电源(301)输出波形为脉冲高压，输出电压为5KV，频率8Hz，单位输出能量20J；

耦合电容(302)的电容值为100PF，耐压值为10KV。

5.基于如权利要求1-4的任何一项所述的超燃冲压燃烧室流向直线型等离子体点火器的点火方法，其特征在于：

等离子体电源(301)输出脉冲高压信号，在耦合电容(302)的作用下，放电阴极(102)、放电接续电极(103)及放电阳极(104)之间形成的多间隙结构依次击穿，形成多个放电通道(201)；放电通道(201)形成后，等离子体电源(301)通过放电通道(201)迅速释放能量，形成大范围的初始火核。