一种爆震燃烧室和爆震发动机的制作方法

本申请涉及但不限于发动机领域，特别是一种爆震燃烧室和爆震发动机。

背景技术：

1、爆震燃烧是通过前导基波对可爆混合物压缩使其发生高速化学反应来实现；因爆震燃烧具有单位时间放热强度大、自增压、燃烧效率高、污染物排放低等优点，基于爆震燃烧的推进技术是未来空间技术的重要发展趋势。

2、旋转爆震发动机(rotatingdetonationengine，简称rde)是一种利用连续爆震燃烧来产生推力的新概念发动机。与同样采用爆震循环的脉冲爆震发动机(pulsedetonationengine，简称pde)相比，rde只需一次起爆即可实现爆震波连续传播。rde的热循环效率远高于基于等压燃烧的传统喷气式发动机，且释热速率快、结构简单。因此，旋转爆震发动机受到了世界各国的广泛关注，已成为航空航天推进领域的研究热点之一。

3、通常，为了rde中获得稳定爆震波，可以利用预爆管向燃烧室内切向或垂直射入爆震波，直接引爆燃烧室内的可燃混合物，进而形成起爆爆震波。

4、在旋转爆震燃烧室点火阶段，火焰从最初的缓燃波逐渐变成爆震波，缓燃波需要较长时间才能转变为爆震波，甚至无法转变为爆震波模态，或者在旋转爆震燃烧室变工况工作时，会出现不稳定工作状态，此时爆震波会出现解耦，转变为缓燃波。具体表现为发动机出现交替的爆震波和缓燃波模态工作，严重影响发动机的稳定性。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种爆震燃烧室和爆震发动机，能够加快起爆，并保持爆震波的稳定。

2、本申请实施例提供了一种爆震燃烧室，爆震燃烧室包括燃烧室本体，所述燃烧室本体内设置有可产生爆震波的环形燃烧腔，所述爆震波沿所述环形燃烧腔的周向传播；

3、所述环形燃烧腔包括沿其径向方向相对设置的内壁和外壁，所述内壁和所述外壁中的至少一个设置为工作壁面，所述工作壁面设置有朝所述环形燃烧腔内凸伸的阻挡部。

4、在一示例性实施例中，所述工作壁面局部凸起以形成所述阻挡部。

5、在一示例性实施例中，所述阻挡部沿所述环形燃烧腔的径向方向的高度为所述环形燃烧腔的径向宽度的0.1至0.5倍。

6、在一示例性实施例中，所述阻挡部在所述工作壁面上沿周向设置为多个。

7、在一示例性实施例中，所述内壁和所述外壁均设置为所述工作壁面，所述内壁上的阻挡部与所述外壁上的阻挡部在周向上交错设置。

8、在一示例性实施例中，所述内壁和所述外壁均设置为所述工作壁面，所述外壁上的阻挡部的数量不少于所述内壁上的阻挡部的数量。

9、在一示例性实施例中，相邻所述阻挡部之间的周向距离为所述环形燃烧腔的径向宽度的0.8至1.2倍。

10、在一示例性实施例中，所述阻挡部沿垂直于所述环形燃烧腔轴向的横截面为半圆形、三角形或矩形。

11、在一示例性实施例中，所述阻挡部为沿所述环形燃烧腔的轴向方向延伸的长条状结构。

12、在一示例性实施例中，所述阻挡部沿所述环形燃烧腔轴向方向的长度，与所述环形燃烧腔的轴向长度相同；或者，所述阻挡部沿所述环形燃烧腔轴向的长度，小于所述环形燃烧腔的轴向长度，且所述阻挡部沿所述环形燃烧腔轴向的长度等于所述环形燃烧腔内爆震波传播区域的轴向长度。

13、在一示例性实施例中，所述环形燃烧腔内的爆震波包括沿第一方向传播的第一爆震波和沿第二方向传播的第二爆震波，所述第一方向与所述第二方向均为所述环形燃烧腔的周向且所述第一方向为所述第二方向的反方向；

14、所述阻挡部相对于所述环形燃烧腔的径向倾斜设置，且沿所述环形燃烧腔的第二方向倾斜延伸，使所述阻挡部对所述第一爆震波的阻力大于对所述第二爆震波的阻力。

15、本申请实施例还提供了一种爆震发动机，爆震发动机包括前述的爆震燃烧室。

16、相比于一些技术，本申请具有以下有益效果：

17、本申请实施例提供的爆震燃烧室，在工作壁面上设置阻挡部，增加旋转爆震室的周向湍流度，加快了缓燃波传播速度，快速实现缓燃向爆震转变的过程。阻挡部作为扰流装置可以提高环形燃烧腔内爆震波的稳定性，有效地解决了发动机出现不稳定工作状态、需要再启动的问题，保证了发动机的稳定性。设置阻挡部后，无需采用预爆管的方式起爆，省去了传统的预爆管装置，能有效减小发动机的体积。

18、本申请实施例提供的爆震发动机，具有前述的爆震燃烧室，工作效率高，燃烧稳定性好，有效地解决了发动机启动失败、燃烧不稳定的问题，提高了爆震发动机的工作可靠性。

19、本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

技术特征：

1.一种爆震燃烧室，其特征在于，包括燃烧室本体，所述燃烧室本体内设置有可产生爆震波的环形燃烧腔，所述爆震波沿所述环形燃烧腔的周向传播；

2.根据权利要求1所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述工作壁面局部凸起以形成所述阻挡部。

3.根据权利要求2所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述阻挡部沿所述环形燃烧腔的径向方向的高度为所述环形燃烧腔的径向宽度的0.1至0.5倍。

4.根据权利要求2所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述阻挡部在所述工作壁面上沿周向设置为多个。

5.根据权利要求4所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述内壁和所述外壁均设置为所述工作壁面，所述内壁上的阻挡部与所述外壁上的阻挡部在周向上交错设置。

6.根据权利要求4所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述内壁和所述外壁均设置为所述工作壁面，所述外壁上的阻挡部的数量不少于所述内壁上的阻挡部的数量。

7.根据权利要求4所述的爆震燃烧室，其特征在于，相邻所述阻挡部之间的周向距离为所述环形燃烧腔的径向宽度的0.8至1.2倍。

8.根据权利要求1至7中任一所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述阻挡部沿垂直于所述环形燃烧腔轴向的横截面为半圆形、三角形或矩形。

9.根据权利要求1至7中任一所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述阻挡部为沿所述环形燃烧腔的轴向方向延伸的长条状结构。

10.根据权利要求9所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述阻挡部沿所述环形燃烧腔轴向方向的长度，与所述环形燃烧腔的轴向长度相同；或者，

11.根据权利要求1至7中任一所述的爆震燃烧室，其特征在于，所述环形燃烧腔内的爆震波包括沿第一方向传播的第一爆震波和沿第二方向传播的第二爆震波，所述第一方向与所述第二方向均为所述环形燃烧腔的周向且所述第一方向为所述第二方向的反方向；

12.一种爆震发动机，其特征在于，包括如权利要求1至11中任一所述的爆震燃烧室。

技术总结
本文公开了一种爆震燃烧室和爆震发动机。爆震燃烧室包括燃烧室本体，所述燃烧室本体内设置有可产生爆震波的环形燃烧腔，所述爆震波沿所述环形燃烧腔的周向传播；所述环形燃烧腔包括沿其径向方向相对设置的内壁和外壁，所述内壁和所述外壁中的至少一个设置为工作壁面，所述工作壁面设置有朝所述环形燃烧腔内凸伸的阻挡部。本文公开的爆震燃烧室能够加快起爆过程，并保持爆震波的稳定。

技术研发人员：杨军,高宗永,李金超,郭雨,谢景召
受保护的技术使用者：清航空天（北京）科技有限公司
技术研发日：20230210
技术公布日：2024/1/14