專利名稱：一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體為一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管 結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)是一種利用間歇性爆震波產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈦懋a(chǎn)生推力的新 概念推進(jìn)裝置。多管并聯(lián)的脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)具有熱循環(huán)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、推力范圍寬等 一系列優(yōu)點(diǎn)。但多管并聯(lián)的脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)需要解決每個(gè)單管的可靠點(diǎn)火問題，目前多管 脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火一般采用弱火花點(diǎn)火和射流點(diǎn)火兩種方式。前者通過對(duì)點(diǎn)火區(qū)的優(yōu)化 設(shè)計(jì)，在點(diǎn)火區(qū)內(nèi)形成可燃混氣低速區(qū)及合適點(diǎn)火的混氣濃度，通過爆燃向爆震轉(zhuǎn)變(DDT) 實(shí)現(xiàn)爆震燃燒，這是現(xiàn)有的多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的點(diǎn)火方式。后者一般是通過點(diǎn) 燃預(yù)爆管內(nèi)的混合物，燃?xì)膺M(jìn)入主燃燒室并點(diǎn)燃主燃燒室的混氣來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。弱火花點(diǎn)火 雖然形式簡單，但是需要一段較長的DDT距離，較長的DDT距離會(huì)限制發(fā)動(dòng)機(jī)頻率的提高， 不利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，且若點(diǎn)火區(qū)設(shè)計(jì)不佳，導(dǎo)致點(diǎn)火區(qū)內(nèi)燃料過貧或過富，都將不能實(shí) 現(xiàn)可靠的點(diǎn)火。熱射流點(diǎn)火雖然點(diǎn)火能量較大，能夠減小DDT距離，但是這種點(diǎn)火方式需要 一個(gè)預(yù)爆管來引爆多個(gè)主爆震管，預(yù)爆管需要一套額外的油氣供給及點(diǎn)火系統(tǒng)，增加了系 統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也會(huì)帶來預(yù)爆管與主爆管的工作匹配問題。

實(shí)用新型內(nèi)容要解決的技術(shù)問題為解決現(xiàn)有點(diǎn)火方式不能兼顧結(jié)構(gòu)簡單和較高點(diǎn)火能量的不足，本實(shí)用新型提出 了一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)。技術(shù)方案本實(shí)用新型的技術(shù)方案為所述一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)，其特征在于包括至少2個(gè)爆震管， 所有爆震管的中心軸線沿圓周方向均勻分布，沿圓周方向相鄰的兩個(gè)爆震管采用圓弧形聯(lián) 焰管相連通，聯(lián)焰管內(nèi)徑與爆震管內(nèi)徑之比為1/3 1，聯(lián)焰管中心軸線距爆震管燃料噴口 的距離為爆震管內(nèi)徑的2 4倍，在每個(gè)聯(lián)焰管管壁中間位置安裝有點(diǎn)火器。所述一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，其特征在于單個(gè)聯(lián)焰 管中心軸線的長度為單個(gè)爆震管外徑的1 2倍。有益效果本實(shí)用新型提出的一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)綜合了弱火花小能量 點(diǎn)火以及射流點(diǎn)火方式的優(yōu)點(diǎn)。一方面由于聯(lián)焰管與其相連的兩個(gè)爆震管相通，相鄰兩個(gè) 爆震管內(nèi)的可爆混氣都能進(jìn)入聯(lián)焰管，這使得聯(lián)焰管內(nèi)的燃料不會(huì)過貧；而聯(lián)焰管位于爆 震管側(cè)壁，其內(nèi)徑不大于爆震管內(nèi)徑，使得進(jìn)入聯(lián)焰管內(nèi)的燃料不會(huì)過富，從而有利于聯(lián)焰 管內(nèi)的可靠小能量點(diǎn)火。另一方面，點(diǎn)火器同時(shí)點(diǎn)火后，與每個(gè)爆震管相連的兩個(gè)聯(lián)焰管內(nèi)的壓縮波和火焰同時(shí)相向傳出聯(lián)焰管，在爆震管的點(diǎn)火室內(nèi)相遇并點(diǎn)燃爆震管內(nèi)混合燃 氣，這與點(diǎn)火器給單個(gè)爆震管點(diǎn)火的情形相比，點(diǎn)火室初始時(shí)刻的壓力和火焰強(qiáng)度會(huì)明顯 增大，使得DDT距離縮短。此外，對(duì)于吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，在爆震波形成后，單個(gè)爆震管 內(nèi)的回傳爆震波在經(jīng)過聯(lián)焰管區(qū)域時(shí)，聯(lián)焰管形成的連通區(qū)域能有效削弱回傳爆震波的強(qiáng) 度，從而減小壓力反傳。而連通區(qū)域也使得多個(gè)爆震管之間的管內(nèi)環(huán)境趨于一致，這有益于 保持多管之間工作的同步。

圖1 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；其中1、爆震管；2、燃料噴口 ；3、聯(lián)焰管；4、聯(lián)焰孔；5、點(diǎn)火器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
描述本實(shí)用新型。實(shí)施例1 本實(shí)施例中的多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)包括有6個(gè)爆震管1，單個(gè)爆震 管內(nèi)徑為50mm，管壁厚為4mm，單個(gè)爆震管總長為1500mm ;6個(gè)爆震管的中心軸線沿圓周方 向均勻分布，即6個(gè)爆震管的中心軸線在同一個(gè)圓周面上，圓周直徑為250mm，且相鄰兩個(gè) 爆震管中心軸線的圓心角相同均為60°。相鄰兩個(gè)爆震管之間通過聯(lián)焰管3相連通，每個(gè)聯(lián)焰管3均為圓弧形，且圓弧半徑 相同為125mm，每個(gè)聯(lián)焰管3的中心軸線長度為72. 8mm，為爆震管外徑的1. 26倍。聯(lián)焰管 內(nèi)徑為20mm，為爆震管內(nèi)徑的0. 4倍，聯(lián)焰孔中心距爆震管燃料噴口的距離為150mm，為爆 震管內(nèi)徑的3倍，在每個(gè)聯(lián)焰管3管壁中間位置安裝有點(diǎn)火器5。在本實(shí)施例多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，從爆震管燃料噴口噴出的燃料和氧化劑 在預(yù)先摻混和霧化后填充爆震管的點(diǎn)火室，并且一部分可燃混氣有聯(lián)焰孔4進(jìn)入聯(lián)焰管3。 每個(gè)聯(lián)焰管3都有與其連接的相鄰兩個(gè)爆震管內(nèi)的可燃混氣進(jìn)入，保證聯(lián)焰管3內(nèi)的可燃 混氣不會(huì)過貧，同時(shí)在聯(lián)焰管3內(nèi)形成低速區(qū)域，有利于在聯(lián)焰管內(nèi)可靠進(jìn)行小能量點(diǎn)火。 此后，點(diǎn)火器5同時(shí)點(diǎn)火，每個(gè)點(diǎn)火器的點(diǎn)火能量在50mJ左右，點(diǎn)火器同時(shí)點(diǎn)火后，每個(gè)聯(lián) 焰管內(nèi)同時(shí)形成向兩個(gè)出口傳播的壓縮波和低速火焰，與每個(gè)爆震管相連的兩個(gè)聯(lián)焰管內(nèi) 的壓縮波和火焰同時(shí)相向傳出聯(lián)焰管，兩道壓縮波在單個(gè)爆震管中心相遇，強(qiáng)度突然加大， 兩股火焰在單管中心相遇，火焰強(qiáng)度加大，壓縮波和火焰相互作用并點(diǎn)燃單個(gè)爆震管點(diǎn)火 室內(nèi)的可燃混氣從而最終耦合形成爆震波。這與點(diǎn)火器給單個(gè)爆震管點(diǎn)火的情形相比，點(diǎn) 火室初始時(shí)刻的壓力和火焰強(qiáng)度會(huì)明顯增大，使得DDT距離縮短。實(shí)施例2:本實(shí)施例中的多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)包括有6個(gè)爆震管1，單個(gè)爆震 管內(nèi)徑為40mm，管壁厚為4mm，單個(gè)爆震管總長為1500mm ;6個(gè)爆震管的中心軸線沿圓周方 向均勻分布，即6個(gè)爆震管的中心軸線在同一個(gè)圓周面上，圓周直徑為250mm，且相鄰兩個(gè) 爆震管中心軸線的圓心角相同均為60°。相鄰兩個(gè)爆震管之間通過聯(lián)焰管3相連通，每個(gè)聯(lián)焰管3均為圓弧形，且圓弧半徑 相同為125mm，每個(gè)聯(lián)焰管3的中心軸線長度為82. 8mm，為爆震管外徑的1. 73倍。聯(lián)焰管內(nèi)徑為40mm，為爆震管內(nèi)徑的1倍，聯(lián)焰孔中心距爆震管燃料噴口的距離為160mm，為爆震 管內(nèi)徑的4倍，在每個(gè)聯(lián)焰管3管壁中間位置安裝有點(diǎn)火器5。 在本實(shí)施例多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，從爆震管燃料噴口噴出的燃料和氧化劑 在預(yù)先摻混和霧化后填充爆震管的點(diǎn)火室，并且一部分可燃混氣有聯(lián)焰孔4進(jìn)入聯(lián)焰管3。 每個(gè)聯(lián)焰管3都有與其連接的相鄰兩個(gè)爆震管內(nèi)的可燃混氣進(jìn)入，保證聯(lián)焰管3內(nèi)的可燃 混氣不會(huì)過貧，同時(shí)在聯(lián)焰管3內(nèi)形成低速區(qū)域，有利于在聯(lián)焰管內(nèi)可靠進(jìn)行小能量點(diǎn)火。 此后，點(diǎn)火器5同時(shí)點(diǎn)火，每個(gè)點(diǎn)火器的點(diǎn)火能量在50mJ左右，點(diǎn)火器同時(shí)點(diǎn)火后，每個(gè)聯(lián) 焰管內(nèi)同時(shí)形成向兩個(gè)出口傳播的壓縮波和低速火焰，與每個(gè)爆震管相連的兩個(gè)聯(lián)焰管內(nèi) 的壓縮波和火焰同時(shí)相向傳出聯(lián)焰管，兩道壓縮波在單個(gè)爆震管中心相遇，強(qiáng)度突然加大， 兩股火焰在單管中心相遇，火焰強(qiáng)度加大，壓縮波和火焰相互作用并點(diǎn)燃單個(gè)爆震管點(diǎn)火 室內(nèi)的可燃混氣從而最終耦合形成爆震波。這與點(diǎn)火器給單個(gè)爆震管點(diǎn)火的情形相比，點(diǎn) 火室初始時(shí)刻的壓力和火焰強(qiáng)度會(huì)明顯增大，使得DDT距離縮短。
權(quán)利要求1.一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)，其特征在于包括至少2個(gè)爆震管，所有爆 震管的中心軸線沿圓周方向均勻分布，沿圓周方向相鄰的兩個(gè)爆震管采用圓弧形聯(lián)焰管相 連通，聯(lián)焰管內(nèi)徑與爆震管內(nèi)徑之比為1/3 1，聯(lián)焰管中心軸線距爆震管燃料噴口的距離 為爆震管內(nèi)徑的2 4倍，在每個(gè)聯(lián)焰管管壁中間位置安裝有點(diǎn)火器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)，其特征在于單個(gè) 聯(lián)焰管中心軸線的長度為單個(gè)爆震管外徑的1 2倍。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震管結(jié)構(gòu)，其特征在于包括至少2個(gè)爆震管，所有爆震管的中心軸線沿圓周方向均勻分布，沿圓周方向相鄰的兩個(gè)爆震管采用圓弧形聯(lián)焰管相連通，聯(lián)焰管內(nèi)徑與爆震管內(nèi)徑之比為1/3～1，聯(lián)焰管中心軸線距爆震管燃料噴口的距離為為爆震管內(nèi)徑的2～4倍，在每個(gè)聯(lián)焰管管壁中間位置安裝有點(diǎn)火器。本實(shí)用新型能在采用小能量點(diǎn)火的前提下提高多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)中單管的點(diǎn)火能量，縮短同樣點(diǎn)火條件下的單管DDT距離，并能減小燃?xì)夥磦鲗?duì)吸氣式多管脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的不利影響，提高多管工作的同步性。
文檔編號(hào)F02K7/02GK201902267SQ20102068533
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者嚴(yán)傳俊, 張群, 彭暢新, 王瑋, 范瑋, 袁成 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)