[发明专利]一种利用电场控制掺混区燃烧的航空发动机

说明书

发明公开了一种利用电场控制掺混区燃烧的航空发动机，包括发动机本体，发动机本体中具有燃烧室,燃烧室中沿轴向依次具有头部区、燃烧区和掺混区，掺混区中固定安装有至少一个掺混区网状电极，燃烧区或燃烧区与掺混区接触位置固定安装有燃烧区网状电极，燃烧区网状电极和掺混区网状电极的平面均沿燃烧室径向设置，燃烧区网状电极和掺混区网状电极均与电场控制装置电连接；电场控制装置能够控制燃烧区网状电极和掺混区网状电极的电压及控制电压变化。本公开可以实现燃烧掺混过程的调节和燃烧室出口温度场的综合调节。可实现贫富油燃烧的平稳过渡，甚至在无掺混孔条件下实现电场控制的RQL燃烧方式，实现抑制NOx排放的同时，提高燃烧温升。

技术领域

本公开属于航空发动机技术领域，具体涉及一种利用电场控制掺混区燃烧的航空发动机。

背景技术

在航空发动机控制技术方面，发动机在不同工况下的状态控制能力和连续调节能力，对发动机性能、寿命、可靠性有重要影响。例如对于变循环发动机，通过不同飞行高度、速度下，发动机不同涵道进气量的调节与控制，可实现发动机工作在最优循环参数下，并大幅降低循环油耗、提高发动机极速性能；对于常规发动机，通过调节压气机静叶和级间放气装置，可有效防止发动机进气畸变造成的喘振、停车等事故；通过调节发动机尾喷管，可实现发动机推力大小的调节和推力矢量的控制。随着发动机控制技术的发展、控制元器件可靠性的提升及重量、体积的下降，各类先进控制技术还将越来越广泛地应用于发动机不同部件。但是在主燃烧室控制方面，目前则仅能通过调节燃油泵、燃油阀等，对燃油供油的流量、压力进行油门调节，缺乏其他更有效、更精细的控制方法与手段。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开的目的在于提供一种利用电场控制掺混区燃烧的航空发动机；

一种利用电场控制掺混区燃烧的航空发动机，包括发动机本体，所述发动机本体中具有燃烧室,燃烧室中沿轴向依次具有头部区、燃烧区和掺混区，所述掺混区中固定安装有至少一个掺混区网状电极，所述燃烧区或燃烧区与掺混区接触位置中固定安装有燃烧区网状电极，所述燃烧区网状电极和掺混区网状电极的平面均沿燃烧室径向设置，所述燃烧区网状电极和掺混区网状电极均与电场控制装置电连接；电场控制装置能够控制燃烧区网状电极和掺混区网状电极的电压及控制电压变化。

可选地，所述掺混区网状电极包括环形的电极、放射型的电极、网状的电极中的一种或多种。

可选地，每个所述掺混区网状电极均包括多个同心环形的电极和/或多个放射型的电极，每个所述电极均与电场控制装置电连接。

可选地，每个环形的电极、放射型的电极和网状的电极均分别与电场控制装置电连接，由电场控制装置分别控制电压。

可选地，所述燃烧室的侧壁上均穿设有电场接线端子组，电场控制装置通过电场接线端子组与燃烧区网状电极、掺混区网状电极连接。

可选地，所述掺混区网状电极和燃烧区网状电极上的电极包括电极内芯和耐温的电极外壁，所述电极内芯的表面包裹有所述电极外壁。

可选地，所述电极内芯由铂、铑、钨或其合金材料制成。

可选地，所述电场控制装置包括依次连接的电源、变压器、直流稳压电源、电场控制器；

所述电场控制器包括升压模块、调压模块、电场激励模组，直流稳压电源通过升压模块、调压模块、电场激励模组与燃烧区网状电极和掺混区网状电极电连接，所述电场激励模组包括交流电场激励模组和/或直流电场激励模组。

可选地，所述交流电场激励模组包括波形调节模块、变频输出模块和交流电场激励模块；所述调压模块依次通过波形调节模块、变频输出模块、交流电场激励模块后分别与燃烧区网状电极和掺混区网状电极电连接。