[发明专利]一种旋转爆震发动机盘状环腔型高能起爆器

说明书

本发明涉及起爆器，具体涉及一种适用于旋转爆震发动机的盘状环腔型高能起爆器，该起爆器可实现受限空间下旋转爆震发动机的高能量直接起爆。本发明的目的是解决现有技术中起爆器尺寸较大与实际发动机空间受局限之间存在矛盾，严重制约RDE工程应用的技术问题，提供一种旋转爆震发动机盘状环腔型高能起爆器。该起爆器包括燃料供给组件、氧化剂供给组件、燃料氧化剂掺混组件、点火组件；点火组件的多个弯曲隔离板夹装在供给盘和射流盘扣合形成的腔体内，形成一个中心腔和作为弯曲流道的多个同心环腔，形成燃料供给腔和氧化剂供给腔和点火室；射流盘上开设有高能射流出口、多对燃料喷孔和氧化剂喷孔。

技术领域

本发明涉及起爆器，具体涉及一种适用于旋转爆震发动机的盘状环腔型高能起爆器，该起爆器可实现受限空间下旋转爆震发动机的高能量直接起爆。

背景技术

自然界中存在两种形式的燃烧：缓燃燃烧和爆震燃烧。相比于缓燃燃烧过程中的等压膨胀特性，爆震燃烧具有自增压、熵增低、热循环效率高的特点，因而受到了广泛关注。20世纪60年代，前苏联科学家Voitsekhovskii提出了旋转爆震的概念，并在环形燃烧室中成功获得了C₂H₂/O₂气相连续旋转爆震波，随后大批研究人员开展了关于旋转爆震发动机(Rotating Detonation Engine，简称RDE)的研究工作。

旋转爆震波的起始和形成是RDE稳定工作的前提和基础，是RDE工作成功与否的关键。目前爆震波起爆主要依靠两种方式：间接起爆和直接起爆。间接起爆是指利用低点火能量的火花塞点燃反应混合物，在特定边界条件下火焰逐渐加速，实现缓燃火焰向爆震波的转变(Deflagration-to-Detonation，简称DDT)，该方法所需初始点火能量较小，但需要较长的火焰加速距离。直接起爆是指没有经历火焰加速过程而通过高能量点火瞬间形成爆震波，其点火能量需要达到爆震开始的临界条件，为了实现瞬间高能输出，通常起爆器体积较大，不适用于飞行工况。

目前，RDE多采用预爆管来实现爆震波的直接起始，而预爆管本身则采用间接起爆的方法来实现高能量输出。传统预爆管结构为圆直管道，一端封闭，另一端与RDE燃烧室垂直联通。封闭端处用火花塞点火，经较长距离火焰加速发展成为爆震波，爆震产生的高温高压燃气从连通处垂直喷射进入RDE，从而实现RDE直接起爆，这样的预爆管结构也称为RDE起爆器。然而，这样的起爆器设计往往需要占用很大的空间，给发动机的整体结构布局设计带来了较大的困难。总而言之，传统起爆器尺寸较大与实际发动机空间受局限之间的矛盾，严重制约了RDE的工程应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中起爆器尺寸较大与实际发动机空间受局限之间存在矛盾，严重制约RDE工程应用的技术问题，提供一种旋转爆震发动机盘状环腔型高能起爆器。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种旋转爆震发动机盘状环腔型高能起爆器，其特殊之处在于：包括燃料供给组件、氧化剂供给组件、燃料氧化剂掺混组件、点火组件；

所述燃料供给组件、氧化剂供给组件和燃料氧化剂掺混组件均设置于点火组件的一侧；

所述点火组件包括供给盘、射流盘、固定螺栓、多个弯曲隔离板；

所述供给盘和射流盘相扣合并通过固定螺栓固定；

多个弯曲隔离板夹装在供给盘和射流盘扣合形成的腔体内，形成一个中心腔和作为弯曲流道的多个同心环腔，最外围的两个同心环腔分别为燃料供给腔和氧化剂供给腔，其余同心环腔作为点火环腔，点火环腔内侧的弯曲隔离板上均开设衍射狭缝并通过衍射狭缝与中心腔连通作为点火室；

所述射流盘上开设有高能射流出口、多对燃料喷孔和氧化剂喷孔；

所述燃料喷孔与燃料供给腔连通；

所述氧化剂喷孔与氧化剂供给腔连通；