[发明专利]用于吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构

说明书

本发明公开了一种用于吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构，包括用于压缩空气进入的隔离段右端、用于前传激波进入的隔离段左端、设置在隔离段左端和隔离段右端的等直段；所述等直段设有激波陷阱腔，所述激波陷阱腔将等直段分割为内层和外层，内层和外层之间用于前传激波在其中来回反射衰减并消失；所述等直段沿轴向均匀设置有多组环形槽，每组环形槽由多个弧形槽组成；本发明可实现旋转爆震燃烧室与进气道和压气机的匹配与稳定工作。

技术领域

本发明属于吸气式旋转爆震发动机隔离段设计领域，特别是一种用于吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构。

背景技术

爆震燃烧是接近定容条件下的燃烧，与定压燃烧相比，爆震燃烧在理论上具有更高的热循环效率，并且其具有自增压能力和较低的单位燃油消耗率。旋转爆震燃烧室是一种基于连续爆震燃烧的燃烧室，反应物填充至燃烧室，经过一道或多道沿周向连续旋转传播的爆震波燃烧后完成能量释放，形成的高温、高压燃烧产物经出口排出。

利用旋转爆震燃烧室的优势将其应用于吸气式发动机，将冲压或涡轮发动机的主燃室替换为旋转爆震燃烧室，可提高热效率，提高增压比或减少压气机负荷，降低压气机级数，减小燃烧室体积和重量，并缩小热防护面积，有望实现吸气式发动机从定压燃烧向定容燃烧的转变，并成为下一代高性能涡轮发动机的优选方案。

由于旋转爆震波在燃烧室内传播时会在燃烧室上游形成伴随爆震波运动的前传斜激波，该斜激波不利于压气机的正常工作，会降低压气机的工作效率，严重时甚至会造成喘振，损毁昂贵的发动机和试验设备。由于目前传统隔离段多为简单等直而平整的结构，其针对旋转爆震波的前传强激波抑制作用有限，无法使其在进入进气道或压气机之前得到足够的衰减，如若长时间工作必会影响发动机的正常工作，降低发动机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构，以抑制旋转爆震燃烧室向上游传递的压力扰动，在激波进入进气道或压气机之前使其衰减消失。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种用于吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构，包括用于压缩空气进入的隔离段右端、用于前传激波进入的隔离段左端、设置在隔离段左端和隔离段右端之间的等直段；所述等直段设有激波陷阱腔，所述激波陷阱腔将等直段分割为内层和外层，内层和外层之间用于前传激波在其中来回反射衰减并；所述等直段沿轴向均匀设置有多组环形槽，每组环形槽由多个弧形槽组成。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明可应用于冲压发动机进气道与旋转爆震燃烧室之间，或燃气涡轮发动机压气机与旋转爆震燃烧室之间，采用激波陷阱的结构方案，可使旋转爆震燃烧室内爆震波诱导的前传斜激波在内不断衰减，抑制旋转爆震燃烧室压力扰动前传，防止进气道不启动、压气机的不正常工作和喘振，实现旋转爆震燃烧室与进气道和压气机的匹配与稳定工作。

附图说明

图1为本发明的吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构等轴测图。

图2为本发明的吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构剖视图。

图3为本发明的吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构内层外壁面仿真结果图。

图4为本发明的吸气式旋转爆震燃烧室的前传激波抑制结构外层内壁面仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。