[发明专利]可控火焰稳定器、发动机以及飞行器

说明书

一种可控火焰稳定器、发动机以及飞行器，可控火焰稳定器安装于发动机燃烧室内，其包括壳体，壳体内设置有电控燃气发生器以及喷管，电控燃气发生器包括富燃料电控固体推进剂燃烧室、富氧电控固体推进剂燃烧室；富燃料电控固体推进剂燃烧室和富氧电控固体推进剂燃烧室的一端分别为用于容纳富燃料电控固体推进剂和富氧电控固体推进剂的富燃料存储腔和富氧电控固体推进剂存储腔；富燃料电控固体推进剂燃烧室以及富氧电控固体推进剂燃烧室内分别设置有独立控制的电点火机构。根据发动机的飞行工况与机动需求，富燃料推进剂和富氧推进剂可分别或同时进行点火燃烧，使空燃比维持在较佳状态，从而提高稳燃边界及发动机性能。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种可控火焰稳定器、发动机以及飞行器。

背景技术

火焰稳定器是航空涡轮发动机和冲压发动机的一个重要部件。在航空涡轮发动机或冲压发动机中，由于来流空气速度较大，导致燃料与来流的充分混合、点火和稳定燃烧相当困难，甚至在飞行过程中发生熄火现象。为了提高燃料在冲压发动机燃烧室中的燃烧效率，防止火焰淬熄，在实际应用中常常在燃烧室内安装火焰稳定器。来流空气通过进气道进入燃烧室，在燃烧室内，高速来流与燃气或燃料发生化学反应，生成的高速气体从喷管喷射出去产生推力。

此外，为了使航空涡轮发动机和冲压发动机具有良好的工作性能，应尽可能保证其在设计空燃比附近工作。然而，空气流量会随着飞行高度、马赫数、攻角等飞行条件的改变而改变，发动机难以保持长时间一直在较佳空燃比附近工作。尤其是当飞行器做高速机动时，发动机内工况变化显著。因此，维持发动机内的较佳空燃比是航空涡轮发动机和冲压发动机等领域的关键技术之一。

常见的火焰稳定器有多种类型，其中钝体火焰稳定器在燃烧室中广泛采用，原因在于高速气流在钝体尾缘形成低速回流区，引起的流动损失较小，能起到较好的稳定和传播火焰的效果。典型的有V型钝体火焰稳定器，该火焰稳定器结构简单，但稳焰边界窄，低温下的稳定性差，难以满足高机动时工况变化剧烈带来的火焰稳定要求。国内外的大部分研究工作集中在火焰稳定器结构优化和回流区流场结构的改进上，改进幅度较小。

根据飞行工况变化，为了使发动机等具有良好的工作性能，需要对燃气发生器的燃气流量进行控制。液体流量易控，但带有复杂的管路供应系统，固体流量较难调控，目前国内外普遍通过机械阀门动作控制喉部有效面积进而实现燃气流量调节。但这种方式对阀门具有严苛的要求，难度极大，同时调节范围有限。

在传统火焰稳定器已有功能基础上，如何提供一种可控的火焰稳定器，能够扩大稳燃边界，增加重复点火能力，同时可主动调控发动机局部氧燃比，使火焰稳定器附近燃气维持在较优氧燃比附近，以提高燃料燃烧性能，从而使冲压发动机工作在较佳状态。这是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种可控火焰稳定器、发动机以及飞行器，有助于同时解决发动机火焰稳定边界窄和重复点火的问题。

为实现上述技术目的，本发明提出的技术方案为：

可控火焰稳定器，该可控火焰稳定器安装于发动机燃烧室内，可控火焰稳定器包括壳体，所述壳体内设置有电控燃气发生器以及喷管，所述电控燃气发生器包括富燃料电控固体推进剂燃烧室、富氧电控固体推进剂燃烧室；

富燃料电控固体推进剂燃烧室和富氧电控固体推进剂燃烧室的一端分别为用于容纳富燃料电控固体推进剂和富氧电控固体推进剂的富燃料存储腔和富氧电控固体推进剂存储腔；

所述富燃料电控固体推进剂燃烧室内设置有用于富燃料电控固体推进剂点火的第一电点火机构，所述富氧电控固体推进剂燃烧室内设置有用于富氧电控固体推进剂点火的第二电点火机构，第一电点火机构和第二电点火机构分别独立控制；