爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室制造技术

爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室，包括进气道、油路组件、点火器、爆震燃烧室；油路组件与进气道连通，用于向爆震燃烧室提供燃料；点火器设置于爆震燃烧室内的前端，用于对进入爆震燃烧室内的燃料

【技术实现步骤摘要】
爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室


[0001]本专利技术涉及旋转爆震发动机领域，尤其涉及爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室。

技术介绍

[0002]燃烧可分为两种不同模态：爆燃和爆震。相比于爆燃，爆震不仅拥有更高的热效率及能量释放率，而且还可以实现总压增益。通过将传统航空发动机中的爆燃燃烧室替换为爆震燃烧室，有望进一步提高发动机的综合性能。目前，爆震燃烧室主要有三种类型：脉冲爆震燃烧室、斜爆震燃烧室以及旋转爆震燃烧室。其中，旋转爆震燃烧室具有结构紧凑、推力稳定、只需一次点火便可连续工作等特点，有望最先实现工程实际应用。
[0003]与燃气涡轮发动机结合成为旋转爆震燃气涡轮发动机是旋转爆震燃烧室的技术应用之一。与传统燃气涡轮发动机相比，旋转爆震燃气涡轮发动机可以减少压气机的级数，精简发动机结构并降低发动机重量。同时旋转爆震燃气涡轮发动机还将具有燃油消耗低、推重比高等优点[1]。然而，旋转爆震燃烧室出口的燃气处于高频脉动状态，这种脉动特性会影响涡轮输出功率的稳定性，加剧叶片所受的气动载荷，降低涡轮的使用寿命及可靠性。并且爆震波的传播方向会影响上述现象的发生[2]。试验结果表明，在旋转爆震燃波传播过程中，可能会出现多种传播模态，包括顺时针传播模态、逆时针传播模态、多波反向对撞模态等[3]。这种爆震波传播方向的不确定性对于涡轮的稳定运行而言是十分不利的。因此，实现对爆震波传播方向的控制，对于推进旋转爆震燃气涡轮发动机的技术发展具有重要的意义。
[0004]参考文献
[0005][1]Zhou S,Ma H,Ma Y,et al.Experimental investigation on detonation wave propagation mode in the start
‑
up process of rotating detonation turbine engine[J].Aerospace Science and Technology,2021,111:106559.
[0006][2]W.Wei,Y.Wu,C.Weng,Q.Zheng,Influence of Propagation Direction on Operation Per
‑
formance of Rotating Detonation Combustor with Turbine Guide Vane,Defence Technology,2020.
[0007][3]Meng H,Zheng Q,Weng C,Wu Y,Feng W,Xu G,et al.Propagation mode analysis of rotating detonation waves fueled by liquid kerosene.Acta Astronaut 2021；187:248
–
258.https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.06.043.

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室，原理简单，结构可靠，可以在旋转爆震燃烧室工作过程中，准确控制爆震波传播方向，从而实现旋转爆震燃烧室与涡轮部件的最优匹配。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室，包括进气道、油路组件、点火器、爆震燃烧室；
[0011]所述油路组件与进气道连通，用于向爆震燃烧室提供燃料；
[0012]所述点火器设置于爆震燃烧室内的前端，用于对进入爆震燃烧室内的燃料
‑
空气掺混气进行点火，以形成旋转爆震燃烧；
[0013]所述爆震燃烧室设于进气道的后方，包括内壁面、外壁面和偏转楔板；内壁面和外壁面构成一腔室，所述偏转楔板位于腔室内且安装于内壁面上，偏转楔板与水平方向的角度为45
°
，偏转楔板包括气膜冷却孔和冷却流道；所述气膜冷却孔沿偏转楔板的厚度方向贯穿偏转楔板，所述冷却流道沿偏转楔板的宽度方向设置，且冷却流道与气膜冷却孔在内部连通，冷却流道的外端部与外界连通；其中，冷却气经由冷却流道注入偏转楔板内，然后由气膜冷却孔流出。
[0014]所述油路组件包括供油管路和设于供油管路端部的雾化喷头，所述雾化喷头位于进气道内。
[0015]所述油路组件沿发动机周向均匀布置多组。
[0016]所述点火器沿发动机周向均匀布置。
[0017]所述偏转楔板沿爆震燃烧室周向均匀布置。
[0018]相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：
[0019]本专利技术所述爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室可利用偏转楔板与爆震波诱导斜激波之间的相互作用，在旋转爆震燃烧室运行过程中自动实现爆震波传播方向的准确控制，其原理简单，结构可靠。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的结构示意图。
[0021]图2为本专利技术的剖视示意图。
[0022]图3为油路组件示意图。
[0023]图4为偏转楔板的结构示意图。
[0024]图5为偏转楔板对爆震波传播方向进行控制的示意图。
[0025]附图标记：1进气道，2油路组件，21供油管路，22雾化喷头，3点火器，4爆震燃烧室，41内壁面，42外壁面，43偏转楔板，431气膜冷却孔，432冷却流道。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术做进一步详细说明。
[0027]参见图1～4，本专利技术所述爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室包括进气道1、油路组件2、点火器3、爆震燃烧室4；
[0028]所述爆震燃烧室4设于进气道1的后方，包括内壁面41、外壁面42和偏转楔板43；内壁面41和外壁面42构成一腔室，所述偏转楔板43位于腔室内且安装于内壁面41上，偏转楔板43与水平方向的角度为45
°
，偏转楔板43包括气膜冷却孔431和冷却流道432；所述气膜冷却孔431沿偏转楔板43的厚度方向贯穿偏转楔板43，所述冷却流道432沿偏转楔板43的宽度
方向设置，且冷却流道432与气膜冷却孔431在内部连通，冷却流道432的外端部与外界连通；其中，冷却气经由冷却流道432注入偏转楔板43内，而后冷却气由偏转楔板43表面均布的若干气膜冷却孔431流出；
[0029]所述油路组件2受控连通于进气道1，用于向爆震燃烧室4提供燃料，包括供油管路21和设于供油管路21端部的雾化喷头22，所述雾化喷头22位于进气道1内；
[0030]所述点火器3设置于爆震燃烧室4内的前端，用于对进入爆震燃烧室4内的燃料
‑
空气掺混气进行点火，以形成旋转爆震燃烧。
[0031]本实施例油路组件2沿发动机周向均布12组，点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.爆震波传播方向准确可控的旋转爆震燃烧室，其特征在于：包括进气道、油路组件、点火器、爆震燃烧室；所述油路组件与进气道连通，用于向爆震燃烧室提供燃料；所述点火器设置于爆震燃烧室内的前端，用于对进入爆震燃烧室内的燃料
‑
空气掺混气进行点火，以形成旋转爆震燃烧；所述爆震燃烧室设于进气道的后方，包括内壁面、外壁面和偏转楔板；内壁面和外壁面构成一腔室，所述偏转楔板位于腔室内且安装于内壁面上，偏转楔板与水平方向的角度为45
°
，偏转楔板包括气膜冷却孔和冷却流道；所述气膜冷却孔沿偏转楔板的厚度方向贯穿偏转楔板，所述冷却流道沿偏转楔板的宽度方向设置，且冷却流道与气...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑锋，刁博，赵廷，尤延铖，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：