[发明专利]一种爆震燃烧室模块及爆震燃烧室

说明书

本发明提供一种爆震燃烧室模块及爆震燃烧室，爆震燃烧室模块包括燃烧室组件、氧化剂供给组件和燃料喷注组件。爆震燃烧室由多个爆震燃烧室模块构成并配合点火组件。氧化剂和燃料均为对应的单独通道，可以实现氧化剂和燃料的精准控制，采用多环缝的燃烧室集成一体的结构，空间利用率高，推力可调范围广，可适应多场景推力需求。可靠性强，相当于一台集成式发动机，具备多个独立的燃烧室，可独立工作。空间利用率高，同等推力需求下体积更小，质量更轻。

技术领域

本说明书涉及爆震燃烧室技术领域，具体涉及一种爆震燃烧室模块及爆震燃烧室。

背景技术

自然界中存在缓燃燃烧和爆震燃烧两种燃烧方式，缓燃燃烧的火焰传播速率相对较低，内燃机、航空发动机和燃气轮机等动力装置内的燃烧方式均为缓燃燃烧；爆震燃烧的特点在于燃烧区的上游为激波结构，激波与燃烧区耦合在一起传播，爆震燃烧的火焰传播速度远高于缓燃燃烧，通常能达到数千米每秒。

近年来，伴随着对超高音速飞行器及单级入轨动力系统研究的不断深入，新型连续旋转爆震发动机技术得到了快速的发展。研究表明，基于爆震燃烧的推进技术能够极大的减低燃油消耗，大幅度提高动力装置的比冲特性，对拓宽吸气式飞行器工作包线、提升现有武器装备经济性和作战性能具有重要的意义。作为一种可以弯道超车的领先技术，对其全面深入的研究显得更加的迫切。

连续旋转爆震发动机是一种利用爆震燃烧的动力技术，总结其特点及优势在于：一、只需要一次成功起爆，爆震波即可沿燃烧室圆周方向连续传播；二、燃烧速率快，放热强度大，燃烧室结构紧凑，可以缩短发动机长度；三、具有增压特性，可以减少涡轮发动机压气机级数或降低冲压发动机进气道总压损失，有利于简化推进系统设计，提高发动机推重比；四、可用吸气式模态或火箭式模态工作，工作范围可从亚声速到高马赫数的超声速变化。因此，连续旋转爆震发动机的研究逐渐引起了科技界的广泛关注。

当前单环缝爆震燃烧室的(冲压或者火箭或者组合)爆震发动机存在推力不足，难以实现推力的简单精准高效控制，存在环缝燃烧室空间利用率低以及变推力控制困难等问题。当前爆震发动机仅有单燃烧室，横截面形状多为环缝型，中心空间未能够充分利用，且在燃料和氧化剂供给参数恒定的情况下不能像其他动力装置如涡喷发动机或者内燃机一样通过改变转速来实现输出推力大小的控制。推力的变化目前仅能通过当量比来控制，但是单环缝燃烧室实现稳定燃烧的流量大小不能无限的增大或者缩小，所以其推力可控的域度比较狭窄。

当前对于连续旋转爆震发动机的研究取得了较多的成果和积累了比较多的经验，但是针对其燃烧的可控性、变推力等的研究不够透彻的问题日渐暴露，对其工程化道路上的阻障越发突出，攻克以上关键问题对其最终应用落地显得更加的关键。爆震燃烧室最小截面、最短长度、最大比冲和最小体积的研究也已经开始紧锣密鼓的推进，研究集成多环缝爆震燃烧室的爆震发动机是一个简单可行的思路。但是内环体减小或者增大，数量的增多，燃料流量相应的会减小。燃料多通道喷注、氧化剂采用多通道模块化结构喷注入口替代单通道分流是其中一个研究的方向，能够实现精准控制和故障维修。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种爆震燃烧室模块及爆震燃烧室，通过模块化结构达到燃料、氧化剂多通道供给，推力精准控制的效果。

本说明书实施例提供以下技术方案：

一种爆震燃烧室模块，包括：

燃烧室组件，燃烧室组件包括多个环缝燃烧室、同轴且从内向外依次套接的内环体和燃烧室外壳，环缝燃烧室为燃烧室外壳和内环体合围构成的环形空腔；