一种可动台阶控制爆轰的燃烧室的制作方法

本发明涉及一种燃烧室技术，特别是一种可动台阶控制爆轰的燃烧室。

背景技术：

斜爆轰发动机是最有希望让高超音速飞行器达到7倍声速以上的发动机(y.zhang,j.gong,t.wang,numericalstudyoninitiationofobliquedetonationsinhydrogen-airmixtureswithvariousequivalenceratios,aerospacesciencetechnology49(2016)130-134)。随着高超音速飞行器越来越小型化，研制小型的高超音速飞行器的发动机迫在眉睫。爆轰起爆位置作为影响燃烧特性的关键因素获得了广泛的关注。但是，目前对发动机内燃烧控制的研究主要集中在进气道的空燃配比，燃烧室壁面的角度变化。而且传统的燃烧室壁面结构采用光滑或者平直结构，这类结构对稳定爆轰非常不利。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可动台阶控制爆轰的燃烧室，使用该燃烧室壁面结构将爆轰稳定在特定位置，达到控制发动机推力的目的。

实现本发明目的的技术方案为：一种可动台阶控制爆轰的燃烧室，燃烧室应用于斜爆轰发动机，其特征在于，所述燃烧室的壁面沿周向设置向外侧延伸的斜坡，台阶前侧为诱导壁面且后侧为爆轰稳定壁面，且该斜坡沿燃烧室壁面所在平面滑动。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：通过台阶在爆轰稳定壁面上的滑动，实现爆轰位置的任意控制，从而控制爆轰发动机内的燃烧过程。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是燃烧室在下方的发动机轴向剖面图。

图2是台阶运动前后示意图。

图3是燃烧室在下方的发动机横向剖面图。

图4燃烧室在上方的发动机轴向剖面图。

图5是燃烧室在上方的发动机横向剖面图。

图6是圆柱形燃烧室的发动机的轴向剖面图。

图7是圆柱形燃烧室的发动机的径向剖面图。

图8是圆柱形燃烧室壁面三维视图。

具体实施方式

一种可动台阶控制爆轰的燃烧室，燃烧室应用于斜爆轰发动机，所述燃烧室的壁面沿周向设置向外侧延伸的斜坡台阶，台阶前侧为诱导壁面且后侧为爆轰稳定壁面，且该斜坡沿燃烧室壁面所在平面滑动。图1中台阶左侧为台阶前侧。

诱导壁面和台阶的夹角，台阶和爆轰稳定壁面的夹角根据实际发动机总体设计确定。

诱导壁面长度，台阶长度，根据实际发动机总体设计确定。

台阶沿着爆轰稳定壁面滑动的方式有飞行器总体设计需求以及发动机总体设计需求确定。

本发明中台阶的滑动可以通过通过伸缩的方式进行滑动，具体为台阶包括连接诱导壁面和爆轰稳定面的固定台阶和可以活动的活动台阶，活动台阶包括平行于壁面设置的支撑避免和斜坡，支撑壁面设置于诱导壁面的滑动槽内，斜坡与台阶的坡度一致。活动台阶的各尺寸与诱导壁面、爆轰稳定壁面和固定台阶的相同。支撑壁面的活动可以手动，也可以电动驱动。

台阶可以诱导一个压缩-膨胀-压缩过程，该过程能够有效缩短爆轰诱导长度，并将爆轰波稳定在台阶后。超音速来流在诱导壁面上形成一次激波，被加热的来流绕过台阶加速，在爆轰稳定台阶上形成二次激波，形成高温低速区，稳定爆轰。

结合图1所示的实施例，燃烧室在发动机主体的下方，即腹部。发动机进气道为矩形结构，如图3横向剖面所示。斜爆轰发动机由进气段、燃烧室段、推力喷管段组成。结合图2，台阶可以沿着诱导壁面滑动，从而改变台阶的位置。因为台阶能够将爆轰稳定在台阶后，因此台阶位置的变化可以实现发动机内爆轰位置的控制。台阶与诱导壁面的夹角由实际发动机总体设计需求确定。

结合图4所示的实施例，燃烧室在发动机主体的上方，即顶部。发动机进气道为矩形结构，如图5横向剖面所示。工作原理以及燃烧室壁面与图1中一样。

结合图6所示的实施例，燃烧室为圆柱形，发动机柱体也为圆柱形，见径向剖面图-图7，三维图见图8。工作原理图1中一样。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种可动台阶控制爆轰的燃烧室，燃烧室应用于斜爆轰发动机，其特征在于，所述燃烧室的壁面沿周向设置向外侧延伸的斜坡，台阶前侧为诱导壁面且后侧为爆轰稳定壁面，且该斜坡沿燃烧室壁面所在平面滑动。使用该燃烧室壁面结构将爆轰稳定在特定位置，可以达到控制发动机推力的目的。

技术研发人员：秦琼瑶;张小兵
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2018.07.25
技术公布日：2019.01.01