适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器

本发明属于宽域组合发动机，具体涉及一种适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器。

背景技术：

1、传统的发动机只能工作在有限的速域内，例如：涡喷涡扇发动机工作速域在马赫0-2左右，冲压发动机工作速域在马赫2-10左右，都无法实现宽速域飞行。

2、目前，现有技术为了使得发动机能够在全速域内工作，将多种传统发动机在每个速度区间内的优势进行结合形成组合动力。例如：将火箭和冲压发动机组合为火箭基组合动力rbcc，将火箭、涡轮和冲压三种动力组合为三组合发动机。在以化学燃料为能源的发动机中，燃烧效率的高低直接决定了发动机性能的高低。在宽速域组合发动机燃烧室中，高速段燃烧性能优异的支板稳焰器在低速段低总温环境下由于化学反应时间变长而使燃烧效率降低。组合动力通过设置在发动机内部的火箭发动机喷出高温富燃燃气，高温富燃燃气与来流空气反应释热，提高发动机工作时的总温，能够有效缩短化学燃料与空气的燃烧反应时间，有效提高发动机的燃烧性能。

3、但是火箭发动机喷出的高温富燃燃气位于来流空气的内侧，来流空气与高温富燃燃气呈现分层流动，高温富燃燃气与空气接触面积较小，只能通过不断扩散逐步进行掺混后反应释热，导致空气与富燃燃气需要较长的燃烧反应距离才能达到升温效果，但是会使得发动机的燃烧室长度增加，进而导致发动机重量与体积增加。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，能够实现高温富燃燃气与空气发生燃烧反应对发动机进行升温，同时避免较长的燃烧反应距离导致发动机的燃烧室长度、重量以及体积增加，以便解决现有技术中的不足。

2、本发明的技术方案是：一种适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，包括连接于燃烧室流道中的支板，空气从支板的两侧流过，设置于支板上的掺混组件，掺混组件包括富燃燃气通道，开设在支板的两侧，支板的内部中空且与富燃燃气通道连通，支板的内部与火箭发动机的输出口连通，富燃燃气从富燃燃气通道喷出与支板两侧流经的空气掺混，两个挡块分别设置支板的两侧，挡块与支板抵接，驱动机构设置在支板上，驱动机构的输出端与挡块连接，用于带动挡块向靠近或远离富燃燃气通道的一侧移动，利用挡块对富燃燃气通道进行封闭、开启。

3、优选的，驱动机构包括：平动滑块，平动滑块水平设置在支板靠近流道内壁的一侧，平动滑块沿支板的长度方向与其滑动连接，两个挡块分别与平动滑块连接，支板上连接有直线位移机构，直线位移机构的输出端与平动滑块连接。

4、优选的，直线位移机构包括：螺杆，螺杆穿设在平动滑块上且与其螺纹配合连接，螺杆与平动滑块相互平行，支板上连接有旋转动力部，旋转动力部的输出端与螺杆连接，用于带动螺杆旋转。

5、优选的，支板靠近富燃燃气通道的两侧内壁中开设有滑动槽，滑动槽与富燃燃气通道连通，挡块嵌入滑动槽且与其滑动连接，滑动槽靠近平动滑块的一侧贯穿支板，挡块上连接有挡块连接段，挡块连接段伸出滑动槽与平动滑块连接。

6、优选的，滑动槽位于富燃燃气通道的上下两侧分别水平连接有轨道，挡块沿轨道移动。

7、优选的，支板靠近流道内壁的一侧水平连接有安装板，驱动机构连接于安装板上。

8、优选的，支板的两侧沿流道的径向方向等间距开设有多个燃油喷孔，燃油喷孔位于富燃燃气通道远离燃烧室的一侧，燃油喷孔通过管道与燃油油箱连通。

9、优选的，支板的内部设置有燃油通道，多个燃油喷孔分别与燃油通道连通，燃油通道通过管道与燃油油箱连通。

10、优选的，支板位于燃油喷孔与燃油通道之间连接有涡流发生器。

11、优选的，支板远离燃烧室一侧的厚度由靠近涡流发生器的一端向另一端逐渐减小。

12、与现有技术相比，本发明提供的一种适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，通过流道中的支板与掺混组件的富燃燃气通道、挡块以及驱动机构配合使用，当发动机燃烧室处于低温环境时，利用驱动机构打开富燃燃气通道，使得火箭发动机输出的高温富燃燃气从支板两侧的富燃燃气通道喷出，实现高温富燃燃气直接与支板两侧流经的空气高效掺混，增强高温富燃燃气与空气接触发生燃烧反应对发动机的升温效果，保证发动机的燃烧性能，同时避免较长的燃烧反应距离导致发动机的燃烧室长度、重量以及体积增加，当发动机燃烧室高温低温环境时，利用驱动机构关闭富燃燃气通道，避免富燃燃气通道对来流空气造成阻碍，本发明的支板稳焰器掺混效果好，使用方便，实用性强，值得推广。

技术特征：

1.一种适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，包括：连接于燃烧室流道中的支板(1)，空气从所述支板(1)的两侧流过，其特征在于，还包括：设置于所述支板(1)上的掺混组件，所述掺混组件包括：

2.根据权利要求1所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述驱动机构包括：平动滑块(3)，所述平动滑块(3)水平设置在所述支板(1)靠近流道内壁的一侧，所述平动滑块(3)沿所述支板(1)的长度方向与其滑动连接，两个所述挡块(2)分别与所述平动滑块(3)连接，所述支板(1)上连接有直线位移机构，所述直线位移机构的输出端与所述平动滑块(3)连接。

3.根据权利要求2所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述直线位移机构包括：螺杆(31)，所述螺杆(31)穿设在所述平动滑块(3)上且与其螺纹配合连接，所述螺杆(31)与所述平动滑块(3)相互平行，所述支板(1)上连接有旋转动力部(32)，所述旋转动力部(32)的输出端与所述螺杆(31)连接，用于带动所述螺杆(31)旋转。

4.根据权利要求2所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述支板(1)靠近所述富燃燃气通道(11)的两侧内壁中开设有滑动槽(12)，所述滑动槽(12)与所述富燃燃气通道(11)连通，所述挡块(2)嵌入所述滑动槽(12)且与其滑动连接，所述滑动槽(12)靠近所述平动滑块(3)的一侧贯穿所述支板(1)，所述挡块(2)上连接有挡块连接段(21)，所述挡块连接段(21)伸出所述滑动槽(12)与所述平动滑块(3)连接。

5.根据权利要求4所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述滑动槽(12)位于所述富燃燃气通道(11)的上下两侧分别水平连接有轨道(13)，所述挡块(2)沿所述轨道(13)移动。

6.根据权利要求2所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述支板(1)靠近所述流道内壁的一侧水平连接有安装板(4)，所述驱动机构连接于所述安装板(4)上。

7.根据权利要求1所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述支板(1)的两侧沿流道的径向方向等间距开设有多个燃油喷孔(14)，所述燃油喷孔(14)位于所述富燃燃气通道(11)远离燃烧室的一侧，所述燃油喷孔(14)通过管道与燃油油箱连通。

8.根据权利要求7所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述支板(1)的内部设置有燃油通道(15)，多个所述燃油喷孔(14)分别与所述燃油通道(15)连通，所述燃油通道(15)通过管道与燃油油箱连通。

9.根据权利要求8所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述支板(1)位于所述燃油喷孔(14)与所述燃油通道(15)之间连接有涡流发生器(16)。

10.根据权利要求7所述的适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，其特征在于，所述支板(1)远离燃烧室一侧的厚度由靠近所述涡流发生器(16)的一端向另一端逐渐减小。

技术总结
本发明涉及一种适用于宽速域组合动力的多通道富燃燃气支板稳焰器，属于宽域组合发动机技术领域，包括连接于燃烧室流道中的支板，空气从支板的两侧流过，设置于支板上的掺混组件，掺混组件包括富燃燃气通道，开设在支板的两侧，支板的内部中空且与富燃燃气通道连通，支板的内部与火箭发动机的输出口连通，两个挡块分别设置支板的两侧，挡块与支板抵接，驱动机构设置在支板上，驱动机构的输出端与挡块连接，本发明通过流道中的支板与掺混组件的富燃燃气通道、挡块以及驱动机构配合使用，当发动机燃烧室处于低温环境时，利用驱动机构打开富燃燃气通道，使得火箭发动机输出的高温富燃燃气从支板两侧的富燃燃气通道喷出，实现高温富燃燃气直接与支板两侧流经的空气高效掺混，增强高温富燃燃气与空气接触发生燃烧反应对发动机的升温效果，保证发动机的燃烧性能，同时避免较长的燃烧反应距离导致发动机的燃烧室长度、重量以及体积增加。

技术研发人员：张铎,张凯,玉选斐,秦飞,魏祥庚,朱韶华,何国强
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16