[发明专利]一种结构可调的组合式旋转爆震加力燃烧室

说明书

本发明公开了一种结构可调的组合式旋转爆震加力燃烧室，包括尾轴斜锥、内筒体、外筒体、喷油腔、V型稳定器、溅油环、分流板、可调节尾喷管；尾轴斜锥外壁与外筒体内壁之间形成第一间隙，作为进气通道；内筒体外壁与外筒体内壁之间形成第二间隙，作为旋转爆震加力燃烧室，内筒体内部作为常规加力燃烧室；喷油腔内部中空，与外部油路连接，侧壁上设有燃油喷孔，同时起到分流作用；V型火焰稳定器，布设在常规加力燃烧室前端；溅油环，布设在尾轴斜锥坡底；分流板，与喷油腔顶部相铰链；可调节尾喷管，与外筒体尾端相铰链。本发明具有结构可调、灵活应对主燃烧室各个工况、机构简单、合理利用涡轮出口处的环腔结构、减轻发动机总重量等优点。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，涉及一种结构可调的组合式旋转爆震加力燃烧室。

背景技术

目前针对旋转爆震燃烧室应用于传统涡轮动力系统的研究主要集中在旋转爆震燃烧室作为发动机的主燃烧室方面，而采用旋转爆震燃烧室作为加力燃烧室的研究则相对较少。加力燃烧室是航空发动机不可缺少的基本部件，是短时间内产生更大推力的主要手段。加力燃烧室主要是在保持发动机工作状态不变的情况下，将部分燃油喷入涡轮后的燃气流中利用燃气中未燃烧的氧气再次燃烧进一步提高燃气温度，增大喷气速度，从而增加推力。

由于传统加力燃烧室的燃油在压力较低的燃气中，加力燃烧室的循环热效率较低，燃烧效率不高，耗油率急剧增加。一般来说，在不增加发动机迎风面积的前提下，加力燃烧室为保证空气的充分燃烧，会适当的保持相对较长的尺寸。而采用爆震燃烧室代替传统加力燃烧室时，首先可以有效地的改善加力燃烧室的循环热效率低的问题；其次，由于旋转爆震燃烧室结构较为简单，新鲜混气进气进入燃烧室的速度要求较高，燃烧室内不在需要混合器、扩压器等部件；第三，旋转爆震燃烧室的点火装置较为简单，爆震波通过单次点火后就可以在燃烧室内持续传播，并且火焰在燃烧室内以激波的形式进行传播，火焰不在需要传统燃烧室内的火焰稳定器就可以保持稳定；第四，燃烧产物可以在环形加力燃烧室内膨胀加速到马赫数Ma＝1，如果过长的燃烧室长度会增大旋转爆震燃烧室的损失，所以爆震加力燃烧室的长度远小于传统加力燃烧室的长度，这有利于减轻发动机的总重量；最后，采用旋转爆震燃烧室作为加力燃烧室可以合理利用涡轮出口处的环腔结构，使发动机更为紧凑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构可调的组合式旋转爆震加力燃烧室的方案，以解决现有技术中存在的加力室机构复杂、循环热效率低、尺寸较长、无法灵活应对主燃烧室各个工况的技术问题；该方案还可以有效改善环腔高度过大带来的爆震不稳定，降低低活性燃料旋转爆震起爆和爆震维持的难度，使液体煤油等低活性燃料与氧化剂形成的混合流能够在爆震燃烧环道内进行连续旋转爆震。

本发明提供一种结构可调的组合式旋转爆震加力燃烧室，包括：

外筒体，所述外筒体两端连通且用于定位以及连接其他部件；

尾轴斜锥，所述尾轴斜锥为非中空的涡轮主轴末端，并设置一定斜度便于与喷油腔形成闭合；

喷油腔，所述喷油腔内部中空，且与外部油路连接，侧壁上设有燃油喷孔，同时也起到分流的作用；

内筒体，所述内筒体前端与喷油腔尾端连接，内部设有V型火焰稳定器和射流点火装置，分别用于建立稳定热源和热射流点火起爆；

尾喷管，所述尾喷管可根据旋转爆震加力燃烧室的具体工作状态进行调节，以减少推力损失，提高加力燃烧室的增推性能；

所述喷油腔和内筒体可根据主燃烧室的燃烧程度进行左右滑动，处于旋转爆震加力状态时喷油腔与尾轴斜锥形成闭合，处于常规加力状态时喷油腔与外筒体形成闭合；