旋流式水冲压发动机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型公开了一种新型鱼雷水冲压发动机，属于燃料供应系统和稳燃技术领 域。
【背景技术】
[0002] 目前，我国与某些国家在岛屿归属、海岸划界等问题上存在严重分歧。因此高效、 先进的作战武器鱼雷的研制迫在眉睫，而研制的关键在于发动机部分。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是解决传统水冲压发动机燃料供应性能差，稳燃效果不好的问 题，并提供一种新型的带有燃料供应系统和稳燃装置的旋流式水冲压发动机。
[0004] 本实用新型的旋流式水冲压发动机，包括镁粉存储罐、搅拌棒、栗、燃烧室进口结 构、燃烧室和喷管，所述燃烧室进口结构上设置有喷嘴、燃料进口、中心轴和旋流叶片。
[0005] 所述的镁粉存储罐、栗和燃烧室分别固定在鱼雷本体上，搅拌棒位于镁粉存储罐 内部;燃烧室的一端设置有燃烧室进口结构，相对的另一端设置有喷管。
[0006] 所述的燃烧室进口结构与燃烧室为一体加工结构，包括燃料进口、喷嘴、中心轴和 旋流叶片，燃料进口为圆形结构，燃料进口圆周外侧周向均匀布置八个喷嘴，圆周内侧周向 均匀分布八个旋流叶片，旋流叶片的一端固定在中心轴上，另一端与燃料进口的内侧壁连 接固定，进入燃烧室的燃料先经过旋流叶片后，与喷嘴进入的水形成稳定的回流区，实现稳 燃的目的。
[0007] 所述的中心轴位于燃料进口的圆心位置，并固定在燃烧室上。
[0008] 在燃料入口处设置旋流叶片，进入燃烧室的燃料经过旋流叶片后能与水能形成稳 定的回流区，实现稳燃的目的。
[0009] 本实用新型的优点在于：
[0010] (1)将镁粉存储在液态煤油中并将其搅拌均匀，使镁粉燃料均匀的进入燃烧室；
[0011] (2)通过控制栗，实现镁粉燃料速度和流量的可调性；
[0012] (3)燃料入口处的旋流叶片能使煤油和镁粉形成旋流流动，旋流流动形成的是流 向涡和展向涡的叠加运动，相对于其他稳燃方式单一的展向涡具有更好的稳燃效果。因此， 添加旋流装置能提高镁粉燃烧效率，从而提高航速，增大航程。
[0013] (4)本实用新型提供的旋流式水冲压发动机实现了提高鱼雷航行速度、增大鱼雷 航程的目的。结果表明，该鱼雷的航速可达60Kn，航程可达7km。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型的旋流式水冲压发动机整体结构示意图；
[0015] 图2是本实用新型的旋流式水冲压发动机的燃料进口结构示意图。
[0016] 图中：
[0017] I -儀粉存储Si; 揽摔棒；3_栗；
[0018] 4-燃烧室进口结构；5-燃烧室；6-喷管；
[0019] 7-喷嘴； 8-燃料进口； 9-中心轴；
[0020] 10-旋流叶片。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022] 本实用新型是一种新型的旋流式水冲压发动机，如图1和图2所示，包括镁粉存储 罐1、搅拌棒2、栗3、燃烧室进口结构4、燃烧室5和喷管6,所述燃烧室结构4上设置有喷嘴7、 燃料进口 8、中心轴9和旋流叶片10。
[0023] 本实用新型的整体结构如图1所示，所述的镁粉存储罐1、栗3和燃烧室5分别固定 在鱼雷本体上，搅拌棒2置于镁粉存储罐1中，粉末状镁粉燃料和液态煤油储存在镁粉存储 罐1中，并将其搅拌均匀，作为燃料;栗3与镁粉存储罐1之间通过管路连接，栗3的出口管路 对准燃烧室5上的燃烧室进口结构4上的燃料进口 8，镁粉存储罐1中的燃料通过栗3进入燃 烧室5,燃料速度通过栗3进行调节。所述的燃烧室进口结构4与燃烧室5为一体加工结构，包 括燃料进口 8、喷嘴7、中心轴9和旋流叶片10，燃料进口 8为圆形结构，燃料进口 8圆周外侧周 向均匀布置八个喷嘴7，圆周内侧周向均匀分布八个旋流叶片10，旋流叶片10的一端固定在 中心轴9上，另一端与燃料进口 8的内侧壁连接固定，进入燃烧室5的燃料先经过旋流叶片10 后，与喷嘴7进入的水形成稳定的回流区，实现稳燃的目的。
[0024] 所述的中心轴9位于燃料进口 8的圆心位置，并固定在燃烧室5上。
[0025] 工作原理与过程：
[0026] 所述的旋流式水冲压发动机在工作时，镁粉存储罐1内的镁粉和液态的煤油经搅 拌棒2搅拌均匀后作为燃料通过栗3进入燃料进口 8，流经旋流叶片10后形成旋流流动，产生 流向涡与展向涡的叠加运动，同时，水从喷嘴7进入燃烧室5,燃料与水掺混并稳定燃烧，燃 烧生成氧化镁和氢气并放出大量的热，最终生成物以高速气流的形式从燃烧室5尾部的喷 管6喷出。
[0027] 由于本实用新型的旋流式水冲压发动机是由液态的煤油存储镁粉并用搅拌棒2将 镁粉搅拌均匀，因此可以保证镁粉燃料均匀的流入燃烧室5。在燃料进口8处添加的旋流叶 片10是很好的稳燃装置，可以实现镁粉燃料和水的稳定燃烧，镁粉燃料的燃烬率可达 98.3%。该反应同时放出大量的热，从燃烧室5尾部的喷管6喷出，之后热能转化成动能推动 鱼雷航行。
[0028] 本实用新型的燃烧室5内氧化剂全部由航行时鱼雷外部的水提供，镁粉存储罐1和 栗3的占有体积也较小，因此具有节省空间和重量的优点。鱼雷水冲压发动机添加的镁粉存 储罐1、栗3和旋流叶片10都是常见工件，易于加工。
[0029] 实施例：
[0030] 采用旋流式水冲压发动机进行实验研究，旋流叶片10角度为60°，水的来流速度分 别取2〇111/8、4〇111/8、8〇111/8，镁粉燃料的入口速度分别取15111/8、3〇111/8、6〇111/8。测量旋流式冲 压发动机的出口流速并计算比冲，得到实验结果如下表：
[0031] 表1实验结果
[0033]由表1可见，本发明的旋流式水冲压发动机在入口水速80m/s，镁粉流入速度60m/s 时的燃烬率为98.3 %，燃气出口速度为697m/s，比冲5019N · s/kg，在现代海军作战中具有 强有力的优势。
【主权项】
1. 旋流式水冲压发动机，其特征在于:包括镁粉存储罐、搅拌棒、栗、燃烧室进口结构、 燃烧室和喷管，所述燃烧室进口结构上设置有喷嘴、燃料进口、中心轴和旋流叶片； 所述的镁粉存储罐、栗和燃烧室分别固定在鱼雷本体上，搅拌棒位于镁粉存储罐内部； 燃烧室的一端设置有燃烧室进口结构，相对的另一端设置有喷管； 所述的燃烧室进口结构与燃烧室为一体加工结构，燃料进口为圆形结构，燃料进口圆 周外侧周向均匀布置喷嘴，圆周内侧周向均匀分布旋流叶片，旋流叶片的一端固定在中心 轴上，另一端与燃料进口的内侧壁连接固定。2. 根据权利要求1所述的旋流式水冲压发动机，其特征在于:所述的中心轴位于燃料进 口的圆心位置，并固定在燃烧室上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种旋流式水冲压发动机，属于燃料供应系统和稳燃技术领域。所述发动机包括镁粉存储罐、搅拌棒、泵、燃烧室进口结构、燃烧室和喷管，所述燃烧室进口结构上设置有喷嘴、燃料进口、中心轴和旋流叶片。所述的镁粉存储罐、泵和燃烧室分别固定在鱼雷本体上，搅拌棒位于镁粉存储罐内部；燃烧室的一端设置有燃烧室进口结构，相对的另一端设置有喷管。本实用新型实现镁粉燃料速度和流量的可调性；添加旋流装置能提高镁粉燃烧效率，从而提高航速，增大航程。本实用新型实现了提高鱼雷航行速度、增大鱼雷航程的目的。
【IPC分类】F02K7/00, F02C3/26
【公开号】CN205117534
【申请号】CN201520981286
【发明人】刘立静, 李志强
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月1日