一种使爆震波单向传播的旋转爆震燃烧室的制作方法

本发明属于航空航天动力技术领域，特别是一种使爆震波单向传播的旋转爆震燃烧室。

背景技术：

传统的航空航天类发动机多基于爆燃燃烧产生动力，经过几十年的发展，这些发动机已接近成熟，性能难以大幅提高，开发效率更高的新型发动机技术成为推进领域的必然趋势。爆震波为一道扩过反应面后热力学状态急剧增加的超声速燃烧波，可以看作是一道带有化学反应的强激波，相比于爆燃波具有能量释放快、熵增小、热循环效率高等优势，而基于爆震燃烧的旋转爆震发动机具有自增压、结构简单、只需一次起爆即可实现爆震波连续传播等优势，在航空航天领域成为研究的热点。

在旋转爆震发动机的环形燃烧室内，旋转爆震波起爆后的传播方向具有很强的随机性，起爆后可能出现旋转爆震波的转向现象等。研发一种使爆震波单向传播并能控制其方向的旋转爆震燃烧室，具有十分重要的现实意义，如研制旋转爆震燃烧室与涡轮的组合发动机时，必须考虑旋转爆震波传播方向的问题，能控制旋转爆震波的传播方向将更有利于涡轮的设计工作等。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使爆震波单向传播的旋转爆震燃烧室，以解决现有的旋转爆震燃烧室内爆震波传播方向不可控的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种使爆震波单向传播的旋转爆震燃烧室，包括燃烧室外环、燃烧室内环、安装座、点火器；

所述燃烧室内环与燃烧室外环同轴；所述燃烧室内环的外壁面为圆柱面；所述燃烧室外环的内壁面为周期性的渐缩加突扩型面，周期数为n，(n≥2)，在渐缩段内壁面曲率半径逐渐变小，突扩段与下一周期型面之间形成台阶面；所述安装座沿燃烧室外环设置在渐缩段的起始处；所述点火器设置在安装座上。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明的旋转爆震燃烧室的燃烧室外环的内壁面能在旋转爆震波起爆阶段抑制逆向爆震波的产生。

(2)本发明的旋转爆震燃烧室的燃烧室外环内壁面能在旋转爆震波传播阶段有效阻止逆向爆震波的传播。

(3)本发明的旋转爆震燃烧室结构简单，可靠性高，对点火器无特殊结构要求。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的旋转爆震燃烧室总体结构的轴向剖视图。

图2为本发明的旋转爆震燃烧室总体结构的a-a周向剖视图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1-图2，本发明的一种使爆震波单向传播的旋转爆震燃烧室，包括燃烧室外环1、燃烧室内环2、安装座3、点火器；

所述燃烧室内环2与燃烧室外环1同轴；所述燃烧室内环2的外壁面为圆柱面；所述燃烧室外环1的内壁面为周期性的渐缩加突扩型面，周期数为n，n≥2，在渐缩段内壁面曲率半径逐渐变小，突扩段与下一周期型面之间形成台阶面1-1，以实现旋转爆震波的单向传播并控制旋转爆震波的传播方向。所述安装座3沿燃烧室外环1设置在渐缩段的起始处，以提高在旋转爆震波起爆阶段抑制逆向爆震波产生的能力。所述点火器设置在安装座3上，以对燃烧室外环1与燃烧室内环2之间形成的燃烧空腔进行点火。

优选的，所述安装座3安装位置靠近燃烧室入口，以提高起爆成功率。

优选的，所述安装座3与燃烧室外环1采用螺纹连接，便于拆装和更换不同的安装座3，以便更换点火器。

本发明的燃烧室，在旋转爆震波起爆阶段，安装座3上安装的点火器产生火焰射流进入燃烧室，火焰射流在燃烧室逆向传播时，受到燃烧室外环1内壁面突扩台阶面1-1的阻碍而无法传播；在燃烧室正向传播时不受限，火焰沿正向传播并发展成为爆震波。从而实现了在旋转爆震波起爆阶段抑制逆向爆震波的产生。在旋转爆震波传播阶段，若燃烧室内产生了逆向传播的爆震波，逆向爆震波传播至燃烧室外环1的内壁面突扩台阶面1-1时，因爆震波强度主要集中在燃烧室外环1内壁面附近，与突扩台阶面1-1相撞后逆向爆震波解耦。从而实现了在旋转爆震波传播阶段阻止逆向爆震波的传播。与现有的旋转爆震燃烧室相比，本发明的旋转爆震燃烧室在保证爆震波起爆并稳定传播的同时能使旋转爆震波单向传播，且旋转爆震波传播方向可控。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种使爆震波单向传播的旋转爆震燃烧室，包括燃烧室外环、燃烧室内环、安装座、点火器；所述燃烧室内环与燃烧室外环同轴；所述燃烧室内环的外壁面为圆柱面；所述燃烧室外环的内壁面为周期性的渐缩加突扩型面，在渐缩段内壁面曲率半径逐渐变小，突扩段与下一周期型面之间形成台阶面；所述安装座沿燃烧室外环设置在渐缩段的起始处；所述点火器设置在安装座上；本发明的燃烧室，燃烧室外环的内壁面能在旋转爆震波起爆阶段抑制逆向爆震波的产生，在旋转爆震波传播阶段有效阻止逆向爆震波的传播。

技术研发人员：马元;侯世卓;马虎;王栋;张鑫
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.05.10