專利名稱：一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發(fā)動機技術領域，尤其是一種應用于脈沖爆震發(fā)動機的折流式進
氣^^直O(jiān)
背景技術：
按照氧化劑的來源，可以將脈沖爆震發(fā)動機分為吸氣式脈沖爆震發(fā)動機和火箭式 脈沖爆震發(fā)動機。由于火箭式脈沖爆震發(fā)動機需要自身攜帶一定量的氧化劑，這就限制了 它的應用范圍和發(fā)動機的工作時間，同時也增加了發(fā)動機的總重量，不利于發(fā)動機推重比 的提高。而吸氣式脈沖爆震發(fā)動機則能夠克服火箭式脈沖爆震發(fā)動機的上述缺點，具有更 為寬廣的應用范圍。它可以在大氣層內(nèi)工作很長時間，由于無需自帶氧化劑，從而使發(fā)動機 的推重比得到進一步的提高。在吸氣式脈沖爆震發(fā)動機中，進氣閥有兩種機械式和氣動 式。由于機械閥結構壽命短或需要提供動力驅動或控制系統(tǒng)，使得系統(tǒng)結構復雜度、重量等 都增加，所以在實際運用中，多采用氣動閥。氣動閥利用閥前后的氣壓壓差的變化，通過自 適應的方式來為發(fā)動機供氣，它沒有機械結構，是吸氣式脈沖爆震發(fā)動機比較理想的進氣 閥。但它也有缺點，就是沒有推力壁，在發(fā)動機工作時，由于爆震波壓力遠高于來流氣壓，爆 震波會反向傳入進氣道，這不僅會造成進氣道溫度過高，影響機體壽命以及進氣道內(nèi)相關 部件的正常工作，而且還會產(chǎn)生較大的負推力，影響發(fā)動機推力和效率的提高。
實用新型內(nèi)容要解決的技術問題為了克服吸氣式脈沖爆震發(fā)動機由于燃氣回流而產(chǎn)生負推力的缺點，本實用新型 提供了一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，第一折流板4、第二折流板5和進氣頭錐2 形成一個折流通道，相當于形成一個推力壁，當爆震波回傳時，大部分爆震波會被推力壁阻 擋反射，對發(fā)動機產(chǎn)生正的推力，而反射的爆震波會形成向下游傳播的激波或壓縮波，這樣 也會將部分能量轉變?yōu)閭飨蛳掠蔚纳淞鲃幽?，在一定程度上提高發(fā)動機的推力。技術方案一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，包括進氣管道1、進氣頭錐2和頭錐支架 3，其特征在于還包括第一折流板4、第二折流板5、噴嘴7和供油管路8 ；進氣頭錐2、進氣 管道1和爆震燃燒室6保持同軸，進氣頭錐2由若干頭錐支架3固定于進氣管道1內(nèi)；在進 氣頭錐2最大直徑處的外側同軸套接有第一折流板4，在爆震燃燒室6入口外側同軸套接 有第二折流板5，進氣頭錐2、第一折流板4和第二折流板5形成一個折流通道；進氣頭錐2 內(nèi)設有供油管路8，供油管路8的一端穿過進氣頭錐2和進氣管道1與供油裝置連接，供油 管路8的另一端置于進氣頭錐2的尾部并安裝有噴嘴7 ；所述的進氣頭錐2的最大直徑小 于或等于爆震燃燒室的直徑，進氣頭錐2的尾部位于進氣管道1與爆震燃燒室6的交界面 上或者與爆震燃燒室6重疊，重疊的長度不大于爆震燃燒室6的半徑；所述的第一折流板4 為兩端開口、內(nèi)部中空的圓臺形結構，開口小的一端與進氣頭錐2固定連接，開口大的一端靠近爆震燃燒室6，第一折流板4的最大直徑大于爆震燃燒室6的直徑且小于進氣管道1的 直徑，第一折流板4的側面與軸線夾角為30° 60° ；所述的第二折流板5與爆震燃燒室 6的入口固定連接。作為本實用新型的一項優(yōu)選方案，進氣管道1與第二折流板5直接相連，進氣管道 1與折流通道形成一個閉流通道。作為本實用新型的另一項優(yōu)選方案，在進氣管道1末端增加一個外涵道9，外涵道 的9與進氣管道1同軸串連，外涵道9的直徑大于爆震燃燒室6的直徑，外涵道9由外涵道 支架10固定于爆震燃燒室6的外側。本實用新型中若干頭錐支架3之間的周向間距相同。 有益效果本實用新型提出的一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，利用進氣頭錐2、第一 折流板4和第二折流板5在進氣管道1末端形成一個折流通道，能夠有效地阻擋爆震波反 向傳入進氣管道。同時，第一折流板4和進氣頭錐2形成一個推力臂，通過反射爆震波，對 發(fā)動機產(chǎn)生正推力，解決沒有推力臂的情況下爆震波會對發(fā)動機產(chǎn)生負推力的問題。
圖1 本實用新型實施例1的剖面圖圖2 本實用新型實施例2的剖面圖圖中1-進氣管道，2-進氣頭錐，3-頭錐支架，4-第一折流板，5-第二折流板，6_爆 震燃燒室，7-噴嘴，8-供油管路，9-外涵道，10-外涵道支架。
具體實施方式
現(xiàn)結合實施例、附圖對本實用新型作進一步描述實施例1如圖1所示。該實施例應用于吸氣式脈沖爆震發(fā)動機，發(fā)動機采用空氣 作為氧化劑，汽油作為燃料。進氣管道1半徑為100mm，爆震燃燒室6半徑為50mm，進氣管 道1和爆震燃燒室6保持同軸，空氣由進氣管道進入流向爆震燃燒室。進氣頭錐2由周向 間距相同的4個頭錐支架3固定于進氣管道1內(nèi)，進氣頭錐2和進氣管道1、爆震燃燒室6 也保持同軸，放置方向與空氣流向相反，進氣頭錐2的錐角為60°，尾部位于進氣管道1和 爆震燃燒室6的交界面上。在進氣頭錐2最大直徑處的外側同軸套接有第一折流板4，第一 折流板4為兩端開口、內(nèi)部中空的圓臺形結構，開口小的一端與進氣頭錐2固定連接，開口 大的一端位于進氣管道1和爆震燃燒室6的交界面上，側面與軸線夾角為30°，側面長度 為60mm ；在爆震燃燒室6入口外側同軸套接有第二折流板5，第二折流板5的剖面為半圓弧 形狀，兩端分別與進氣管道1的出口(靠近爆震燃燒室6的一端)和爆震燃燒室6的入口 (靠近進氣管道1的一端)焊接，半圓弧半徑為20mm，開口朝向進氣管道1方向。進氣頭錐 2、第一折流板4和第二折流板5形成一個折流通道。進氣頭錐2內(nèi)設有供油管路8，供油 管內(nèi)徑為6mm，供油管路8的一端穿過進氣頭錐2和進氣管道1與供油裝置連接，另一端置 于進氣頭錐2的尾部并安裝有噴嘴7，噴嘴采用離心噴嘴，噴注角為90度。發(fā)動機工作時， 氣流進入進氣管道1，氣流經(jīng)進氣頭錐2與進氣管道1所形成的通道，再經(jīng)過折流通道進入 爆震燃燒室6，與離心噴嘴7噴出的汽油進行混合。接著火花塞點火，油氣混合物點燃后，在爆震燃燒室6中形成爆震波，爆震波分別向爆震燃燒室6的入口和出口傳播。當爆震波 傳向爆震燃燒室6入口時，由于爆震波壓力遠高于來流氣壓和油壓，所以此時發(fā)動機停止 供油和供氣。第一折流板4和進氣頭錐2尾部形成一個推力壁，在阻止爆震波繼續(xù)反向傳 播的同時，也會對發(fā)動機產(chǎn)生正向的推力。爆震波傳出爆震燃燒室6后，由于敞口段壓差的 作用，使得一系列膨脹波傳入爆震燃燒室6，將已燃氣體排空。同時爆震燃燒室6內(nèi)壓力下 降，當它低于來流氣壓和油壓時，油氣又重新向爆震燃燒室6內(nèi)填充，新的循環(huán)開始。 實施例2如圖2所示。與實施例1的不同在于進氣管道1半徑為150mm，進氣頭 錐2的錐角為70°，第一折流板4側面與軸線夾角為35°，第二折流板5的一端與爆震燃 燒室6的入口焊接，在進氣管道1的出口同軸串接一個外涵道9，外涵道9的半徑為70mm， 通過若干外涵道支架10固連在爆震燃燒室6外側。發(fā)動機工作時，氣流進入進氣管道1，在 進氣階段，氣流在經(jīng)過第二折流板5時被分為兩部分，第一路通過折流通道進入爆震燃燒 室6，與離心噴嘴7噴出的汽油混合，對發(fā)動機進行燃料的填充。第二路氣流通過第二折流 板5的外側進入外涵道9，并通過引射作用排到空氣中。當火花塞點火后，爆震燃燒室6中 形成爆震波并向爆震燃燒室6的入口傳播的時 候，爆震波被第一折流板4和進氣頭錐2形 成的推力壁所阻擋，無法繼續(xù)反向傳播，但由于爆震波的壓力遠高于來流壓力和油壓，所以 發(fā)動機無法再填充新鮮油氣，此時大量堵塞在折流通道外的氣流會通過外涵道9排出。在 氣流通過外涵道9的時候，一方面會減少氣流堵塞而產(chǎn)生的流阻，從而減小由于流阻而產(chǎn) 生的負推力，另一方面由于發(fā)動機工作時在外涵道9進出口會產(chǎn)生壓差，這會形成氣流的 引射，從而在一定程度上提高發(fā)動機推力，同時在氣流通過外涵通道9時，也會對爆震燃燒 室6進行冷卻，改善發(fā)動機的工作狀況。
權利要求一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，包括進氣管道(1)、進氣頭錐(2)和頭錐支架(3)，其特征在于還包括第一折流板(4)、第二折流板(5)、噴嘴(7)和供油管路(8)；進氣頭錐(2)、進氣管道(1)和爆震燃燒室(6)保持同軸，進氣頭錐(2)由若干頭錐支架(3)固定于進氣管道(1)內(nèi)；在進氣頭錐(2)最大直徑處的外側同軸套接有第一折流板(4)，在爆震燃燒室(6)入口外側同軸套接有第二折流板(5)；進氣頭錐(2)、第一折流板(4)和第二折流板(5)形成一個折流通道；進氣頭錐(2)內(nèi)設有供油管路(8)，供油管路(8)的一端穿過進氣頭錐(2)和進氣管道(1)與供油裝置連接，供油管路(8)的另一端置于進氣頭錐(2)的尾部并安裝有噴嘴(7)；所述的進氣頭錐(2)的最大直徑小于或等于爆震燃燒室(6)的直徑，進氣頭錐(2)的尾部位于進氣管道(1)與爆震燃燒室(6)的交界面上或者與爆震燃燒室(6)重疊，重疊的長度不大于爆震燃燒室(6)的半徑；所述的第一折流板(4)為兩端開口、內(nèi)部中空的圓臺形結構，開口小的一端與進氣頭錐(2)固定連接，開口大的一端靠近爆震燃燒室(6)，第一折流板(4)的最大直徑大于爆震燃燒室(6)的直徑且小于進氣管道(1)的直徑，第一折流板(4)的側面與軸線夾角為30°～60°；所述的第二折流板(5)與爆震燃燒室(6)的入口固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，其特征在于進氣 管道(1)與第二折流板(5)直接相連，進氣管道(1)與折流通道形成一個閉流通道。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，其特征在于在進 氣管道(1)末端增加一個外涵道(9)，外涵道(9)與進氣管道(1)同軸串連，外涵道(9)的 直徑大于爆震燃燒室(6)的直徑，外涵道(9)由外涵道支架(10)固定于爆震燃燒室(6)的 外側。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，其特征在于 所述的若干頭錐支架(3)之間的周向間距相同。
專利摘要一種脈沖爆震發(fā)動機的折流式進氣裝置，在進氣管道(1)內(nèi)有由頭錐支架(3)固定連接的進氣頭錐(2)，進氣頭錐(2)內(nèi)設有供油管路(8)，供油管路的一端穿過進氣頭錐(2)和進氣道(1)與供油裝置相連，另一端置于進氣頭錐(2)的尾部并安裝有噴嘴(7)；進氣頭錐(2)最大直徑處外側同軸套接有第一折流板(4)，在爆震燃燒室(6)入口外側同軸套接有第二折流板(5)，進氣頭錐(2)、第一折流板(4)和第二折流板(5)形成一個折流通道。本實用新型能夠有效地阻擋爆震波反向傳入進氣管道，并反射爆震波，對發(fā)動機產(chǎn)生正推力，解決沒有推力臂的情況下爆震波會對發(fā)動機產(chǎn)生負推力的問題，同時，反射的爆震波會形成向下游傳播的激波或壓縮波，將部分能量轉變?yōu)閭飨蛳掠蔚纳淞鲃幽?，在一定程度上改善發(fā)動機效率。
文檔編號F02K9/60GK201610801SQ201020109148
公開日2010年10月20日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權日2010年2月4日
發(fā)明者朱旭東, 范瑋 申請人:西北工業(yè)大學