[发明专利]一种大尺度超燃冲压发动机喷注构型

权利要求书

1.一种大尺度超燃冲压发动机的喷注构型布局设计方法，其特征在于，所述大尺度超燃冲压发动机喷注构型包括燃烧室，所述燃烧室的隔离段内设有至少一个喷注机构，所述喷注机构包括至少一组支板组件，所述支板组件包括两个支板；所述支板为前缘楔形结构，所述支板包括顶端面、底端面，以及位于顶端面与底端面之间的前缘壁面、侧壁面与后缘壁面；

所述前缘壁面与侧壁面的数量均为两个，两个前缘壁面的首端相连，两个侧壁面对称连接在两个前缘壁面的尾端，所述后缘壁面与两个侧壁面的尾端相连，所述前缘壁面与侧壁面之间具有斜坡角；

所述顶端面上设有燃料入口，所述底端面、侧壁面与后缘端面上均设有至少一个喷注口，所述支板内部设有连通燃料入口与喷注口的燃料通道，所述支板具有倾斜角，即所述支板在其对称面上的截面为平行四边形结构；

所述设计方法包括如下步骤：

步骤1，支板径向深度设计

控制支板径向深度与射流深度之和接近燃烧室的截面半径，得到支板径向深度的取值范围，其中，射流深度通过射流喷注尾迹模型获取；

步骤2，支板倾斜角与流向长度设计

基于燃烧室内隔离段的长度约束作为支板的流向长度约束，以防止支板后缘进入凹腔，得到支板流向长度的取值范围；支板的前缘会产生附体激波，垂直支板会在流动中产生正激波，造成能量损失，由于支板前缘产生的是附体激波，因而激波角等于支板的倾斜角，在支板流向长度满足约束前提下，得到倾斜角的最小值，该最小值以及该最小值对应的流向长度的取值即为支板倾斜角与流向长度的设计值；

步骤3，支板切向厚度和斜坡角设计

基于喷注需求与结构刚度需求得到支板切向厚度的取值范围，而斜坡角由支板的切向厚度除以支板的流向长度得到；

步骤4，基于总压恢复系数对支板的径向深度、流向长度、切向厚度、倾斜角与斜坡角进行评估优化，得到最终设计值。

2.一种大尺度超燃冲压发动机喷注构型，其特征在于，采用权利要求1所述设计方法设计得到；

同一支板组件中的两个所述支板对称设在隔离段内，其中，支板的上端面与发动机的内壁固定相连，下端面朝向发动机的轴线，且支板的前缘迎向燃烧室来流方向。

3.根据权利要求2所述大尺度超燃冲压发动机喷注构型，其特征在于，所述喷注机构包括两组所述支板组件，两个所述支板组件中的四个支板呈十字结构分布在隔离段内。

4.根据权利要求3所述大尺度超燃冲压发动机喷注构型，其特征在于，所述发动机内沿轴向间隔设有两个所述喷注机构，两组所述喷注机构中的各支板等角度交错分布。