本发明专利技术一种基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室，包括发动机的外涵道机匣、内涵道机匣、在内涵道机匣径向设置的整流支板及中心锥，在所述的整流支板上设置有值班燃烧室，并对应值班燃烧室的整流支板上设有V形火焰稳定器，在所述内涵道机匣外壁上设有连续爆震射流起爆器，在连续爆震射流起爆器的射流出口处设有多孔驻涡喷注器。本发明专利技术的内涵道利用连续爆震燃烧产物作为值班火焰强化稳定器后的常规加力燃烧，外涵道通过连续爆震射流起爆机理进行爆震加力燃烧，采用该连续爆震分区强化燃烧组织方案有助于实现先进加力燃烧室宽域高效低阻工作的需求。效低阻工作的需求。效低阻工作的需求。
【技术实现步骤摘要】
基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室
[0001]本专利技术属于航空发动机燃烧室
，具体涉及一种基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室。
技术介绍
[0002]随着航空技术的不断发展，采用不受温度严格限制的后加力方案成为进一步提升航空发动机推力的主要手段。加力燃烧室一般位于低压涡轮后、尾喷管前，在发动机最大工况点利用涡轮后燃气中剩余氧气组织二次燃烧，从而提高喷管排气总温实现增推。加力燃烧室的发展过程是不断提高加力温度、燃烧效率及稳定性，减小流动损失、减轻重量的过程。
[0003]当前世界各国针对先进军用飞行器的研制要求发动机在飞行马赫数0～5Ma、飞行高度0～30km的宽域范围内工作，此时发动机必须采用复杂的变循环工作模式实现低速亚音巡航的经济性、中速超音飞行的加速性、高速超高音飞行的持续大推力需求，不可避免得使得加力燃烧室进口气流参数极为恶劣。现阶段涡扇发动机常规加力燃烧室内外涵混合室一般采用轻质、流动损失低的环形混合器，其缺点是内外涵气流混合度低，导致混合室出口气流参数不均匀，这意味着加力燃烧室在径向方向必须采用不同的燃烧组织方案。在发动机全工况范围内对加力燃烧室低总压损失和高燃烧效率的要求给加力燃烧室的流动和燃烧组织带来的巨大的技术挑战，而传统加力燃烧组织方式很难实现技术跨越式发展，必须引入新的技术思路。
[0004]爆震燃烧具有自增压、熵增低、热效率高及结构简单等优势，理论分析表明将传统发动机中的等压燃烧室替换为爆震燃烧室能够大大提升发动机的整体推进性能，尤其在较低增压比条件下性能提升更为显著。而常规加力燃烧室进口气流条件较复杂，特点为温度高、压力低等，在该工况下组织爆震燃烧将很大程度上提高现有发动机的推进性能。目前较为成熟的爆震发动机方案为脉冲爆震发动机及连续爆震发动机，连续爆震燃烧室通常为同轴圆环腔结构，随后开始发展出圆柱(空桶)结构及各种异型结构。可燃混合物从连续爆震室头部喷注，经过起爆器点火后在燃烧室头部形成爆震波沿周向传播，高温高压燃烧产物沿轴向排出燃烧室产生推力。
[0005]现有的脉冲爆震燃烧室结构通常为较长的圆管通道，相比之下连续爆震燃烧室通常设计得较短，并且可根据不同工作场景设计成异构形结构，应用范围较广。另外，连续爆震发动机具有工作频率高，推力稳定，单次起爆便可自持传播，对点火系统依赖程度不高等特点，但目前常规加力燃烧室燃烧效率较低，加力温度有待提高，整体结构过于笨重等不足，因此在涡轮后受限空间内组织连续爆震作为加力燃烧方案有望进一步提升发动机加力状态的燃烧效率及推进性能。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于避免现有技术的不足提供一种大幅度缩短加力燃烧室长度，能
够在高马赫数条件下实现火焰驻定，充分发挥爆震燃烧及爆震推进的优势，进一步有效提升发动机加力状态的燃烧效率及推进性能的基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室，包括发动机的外涵道机匣、内涵道机匣、在内涵道机匣径向设置的整流支板及中心锥，在所述的整流支板上设置有值班燃烧室，并对应值班燃烧室的整流支板上设有V形火焰稳定器，所述的值班燃烧室用于在发动机内涵道加力时，与涵道内的来流燃气掺混燃烧，形成的爆震波在值班燃烧室内传播后形成稳定的助燃火焰，并在所述的V形火焰稳定器后形成回流区；
[0008]在所述内涵道机匣外壁上设有连续爆震射流起爆器，在连续爆震射流起爆器的射流出口处设有多孔驻涡喷注器，所述的连续爆震射流起爆器用于在发动机外涵道内，对来流燃气爆震燃烧，并通过所述的多孔驻涡喷注器形成连续爆震波并自持传播；
[0009]在所述的内涵道机匣后端环面上设有波瓣混合器，波瓣混合器用于将所述连续爆震射流起爆器的爆震燃烧产物在下游与内涵道高温燃气进行掺混并由发动机尾喷管喷出。
[0010]进一步的，所述的值班燃烧室在相邻整流支板与中心锥相接的根部或与内涵道相接的端部弧形过渡；
[0011]所述的V形火焰稳定器为延伸设置在所述整流支板上的一对剖面呈V字形的倾斜导流板，V形火焰稳定器由所述值班燃烧室的后端出口处沿气流流动方向的导流板V形夹角逐渐增大。
[0012]进一步的，所述的整流支板、值班燃烧室以及V形火焰稳定器一体设置。
[0013]进一步的，所述的中心锥对应低压涡轮出口处设置并延伸至V型火焰稳定器的出口，中心锥的前段为等直径设置，中心锥在连续爆震值班燃烧室处延伸至V型火焰稳定器处为外径以光滑弧线逐步减小的过渡段，从而使内涵道气流过渡均匀，中心锥后端直径逐渐减小，使V形火焰稳定器后的回流区域进一步增大。
[0014]进一步的，所述的值班燃烧室的燃烧腔体包括燃烧室进气口、燃烧室排气口和用于保证内涵道流通面积恒定的等直段燃烧腔，由所述燃烧室进气口至等直段燃烧腔入口端的腔体逐渐增大，用以减小反传压力波的影响，所述燃烧室排气口与所述的V形火焰稳定器的入口端相连通；
[0015]在所述燃烧室进气口和燃烧室排气口对应的腔内设有喷油孔。
[0016]进一步的，所述的射流燃烧起爆器包括内环形壁面和外环形壁面，所述的内环形壁面套装并固定在所述内涵道机匣上，内环形壁面和外环形壁面之间设有至少设有一对支板，所述的支板将外环形壁面固定在内环形壁面外侧，并使内环形壁面和外环形壁面之间形成了爆震燃烧腔；
[0017]在所述射流燃烧起爆器的射流出口端外环形壁面上设有用于安装所述多孔驻涡喷注器的安装槽，所述多孔驻涡喷注器为一个环形的支撑网板，多孔驻涡喷注器的剖面为梯形，所述的多孔驻涡喷注器的环形一端安装在所述的安装槽内，多孔驻涡喷注器的环形另一端扩张延伸至所述的外涵道机匣，并设置在外涵道机匣上，所述的多孔驻涡喷注器用于发动机外涵道气流沿多孔驻涡喷注器的倾斜壁面，并通过倾斜壁面上的网孔与所述的连续爆震射流起爆器的爆震产物的掺混。
[0018]进一步的，在所述的内环形壁面与内涵道机匣上对应设有燃油喷注通道，燃油喷
注通道用于部分内涵道的高温燃气进入所述的射流燃烧起爆器，对连续爆震射流起爆器内的爆震燃烧燃料进行预热，并提高反应物活性，燃油喷注通道为内环形壁面与内涵道机匣上的法向通道；
[0019]在所述爆震燃烧腔内的外环形壁面上设有环形突起，形成了所述连续爆震射流起爆器的喉部，所述燃油喷注通道在内环形壁面的周向均布，并与所述的环形突起对应设置。
[0020]进一步的，在所述外环形壁面的后端壁面周向上均匀设有气流通道，气流通道用于发动机外涵道内空气进入连续爆震射流起爆器的后端部，使外涵道内空气提前与爆震燃烧产物进行掺混，所述的气流通道为与所述外环形壁面法向呈30
‑
90度的倾斜通道。
[0021]进一步的，在所述的内涵道机匣后端环面上设有混合腔安装槽，所述的波瓣混合器安装在混合腔安装槽内。
[0022]本专利技术的有益效果是：为实现宽域加力燃烧室的高效低阻特性，必须充分发挥各种燃烧组织方式的优势，本专利技术提出的基于连续本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室，包括发动机的外涵道机匣(13)、内涵道机匣(14)、在内涵道机匣径向设置的整流支板(1)及中心锥(5)，其特征在于，在所述的整流支板(1)上设置有值班燃烧室(2)，并对应值班燃烧室(2)的整流支板(1)上设有V形火焰稳定器(4)，所述的值班燃烧室(2)用于在发动机内涵道加力时，与涵道内的来流燃气掺混燃烧，形成的爆震波在值班燃烧室(2)内传播后形成稳定的助燃火焰，并在所述的V形火焰稳定器(4)后形成回流区；在所述内涵道机匣(14)外壁上设有连续爆震射流起爆器(6)，在连续爆震射流起爆器(6)的射流出口处设有多孔驻涡喷注器(3)，所述的连续爆震射流起爆器(6)用于在发动机外涵道内，对来流燃气爆震燃烧，并通过所述的多孔驻涡喷注器(3)形成连续爆震波并自持传播；在所述的内涵道机匣(14)后端环面上设有波瓣混合器(7)，波瓣混合器(7)用于将所述连续爆震射流起爆器(6)的爆震燃烧产物在下游与内涵道高温燃气进行掺混并由发动机尾喷管喷出。2.如权利要求1所述的基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室，其特征在于，所述的值班燃烧室(2)在相邻整流支板(1)与中心锥(5)相接的根部或与内涵道相接的端部弧形过渡；所述的V形火焰稳定器(4)为延伸设置在所述整流支板(1)上的一对剖面呈V字形的倾斜导流板，V形火焰稳定器(4)由所述值班燃烧室(2)的后端出口处沿气流流动方向的导流板V形夹角逐渐增大。3.如权利要求2所述的基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室，其特征在于，所述的整流支板(1)、值班燃烧室(2)以及V形火焰稳定器(4)一体设置。4.如权利要求2所述的基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室，其特征在于，所述的中心锥(5)对应低压涡轮出口处设置并延伸至V型火焰稳定器(4)的出口，中心锥(5)的前段为等直径设置，中心锥(5)在连续爆震值班燃烧室(2)处延伸至V型火焰稳定器(4)处为外径以光滑弧线逐步减小的过渡段，从而使内涵道气流过渡均匀，中心锥(5)后端直径逐渐减小，使V形火焰稳定器(4)后的回流区域进一步增大。5.如权利要求1所述的基于连续爆震射流起爆及助燃的加力燃烧室，其特征在于，所述的值班燃烧室(2)的燃烧腔体包括燃烧室进气口(21)、燃烧室排气口(22)和用于保证内涵道流通面积恒定的等直段燃烧腔(23)，由所述燃烧室进气口(21)至等直段燃烧腔(26)入口端的腔体逐渐增大，用以减小反传压力波的影响，所述燃烧室排气口(22)与所述的V形火焰稳定器(4)的入口端相连通；在所述燃烧室进气口(...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱华，李迎港，熊姹，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。