一种旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管结构的制作方法

本发明属于脉冲爆震发动机领域，具体涉及一种利用爆震波产生推力的旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管结构。

背景技术：

脉冲爆震发动机是一种利用间歇性爆震波产生的高温、高压燃气来产生推力的新概念推进装置。具有结构简单、尺寸小、适用范围宽、成本低等优点，推重比可达20。脉冲爆震发动机即可用作小型飞行器、无人机的动力，也可用作螺旋桨尖喷气旋翼机的动力，未来也可作为军民用飞机和高空飞行器的动力推进装置。

传统的脉冲爆震发动机爆震管基本上是一根直圆管，虽然在爆震管的不同位置管径会有所变化，比如尾喷管结构，但是中心轴线是不变的。这就造成了爆震管在轴向方向上会很长。爆震管越长，可爆混气的填充时间就会越长，工作频率就会受到影响。另外也会使飞行器的长度变长，增加了重量。爆震管越长，其振动问题就越明显突出。

在传统的爆震管中，空气的喷射方向和燃油的喷射方向一般是同轴同向的，这样会使油气混合物的填充速度加快，但是油气的掺混程度较低，燃料未能充分利用，没有足够的能量在较短的距离上形成爆震波。并且点火不太稳定，很难在每一个循环内都形成爆震。另外传统的脉冲爆震发动机爆震管是圆柱形的，在并联使用时会浪费很大空间，并使多管发动机的直径变得很大，在实际中出现一些问题。因此，对爆震管的结构布局设计就显得很重要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提出一种能够产生旋转爆震的旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管结构设计方案。本技术采用旋转爆震管结构，该爆震管能有效地缩短爆震发动机爆震管的长度并减少爆震管布局空间，产生旋转爆震动力，并且改善燃料利用率低的问题。旋转形结构的设计和加工都很简单，在工程使用中有多方面优势。

技术方案

本发明的目的在于提供一种旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管结构。

本发明技术方案如下：

为解决其技术问题，本发明旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管包括爆震管、喷油管和火花塞。所述的爆震管为旋转式周向结构，爆震管有2个，长度为四分之一周长，呈中心对称分布状态，除此之外爆震管的进口处还有一段直管式结构。喷油管两端分别连接安装在爆震管前端的直管式爆震管内侧管壁上，火花塞安装在距喷油嘴向后四分之一爆震管周长处的爆震管旋转式管壁上，爆震管的旋转式管壁在火花塞之后的内壁上有螺旋凹槽。另外，安装的喷油管的喷油方向与气流方向垂直，燃油喷射到气流中以及爆震管内壁上。

作为本发明的一种优选方案，可以沿轴向方向并排安装多个旋转式爆震管，每个爆震管之间通过联焰管来传递火焰，保证各个爆震管的同步性，以及整个动力装置的稳定性。对于各个爆震管分别安装喷油管进行供油。

本发明具有以下有益效果：

本发明旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管，其通过采用旋转式结构，大大减少了爆震管的轴向距离，缩短了脉冲爆震发动机的轴向长度。由于喷油管喷射燃油是垂直于气流方向并且打到爆震管的内壁上，所以这就有利于燃油的破碎雾化，从而大大提高了油气的混合程度，有利于燃油的充分燃烧。在油气混合完毕之后，可燃混气由火花塞点燃，形成爆燃，最终形成爆震，产生旋转动力。由于旋转离心力的作用，燃气流中会有很多的旋涡，更加有利于爆震的形成及稳定性。爆震管内壁上的螺旋凹槽不但可以增大管内的湍流度，还可以使流经的燃气在周向上发生进一步的旋转，继而缩短从爆燃到爆震的转变距离，增加了爆震管的可靠性。

附图说明

图1：本发明的爆震管结构示意图

图2：本发明的旋转吸气式脉冲爆震发动机工作示意图

图3：本发明的一种优选方案爆震管结构示意图

图中：1、爆震管，2、喷油管，3、火花塞，4、动力输出轴，5、联焰管

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：

结合图1和图2，本发明提出一种能够产生旋转爆震动力的旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管结构。图1为旋转式爆震管结构示意图，旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管包括爆震管(1)、喷油管(2)和火花塞(3)。所述的爆震管(1)为旋转式周向结构，爆震管(1)有2个，长度为四分之一周长，呈中心对称分布状态，除此之外爆震管(1)的进口处还有一段直管式结构。喷油管(2)两端分别连接安装在爆震管(1)前端的直管式爆震管内侧管壁上，火花塞(3)安装在距喷油嘴(2)向后四分之一爆震管周长处的爆震管旋转式管壁上，爆震管的旋转式管壁在火花塞(3)之后的内壁上有螺旋凹槽。安装的喷油管(2)的喷油方向与气流方向垂直，燃油喷射到气流中以及爆震管(1)内壁上。

图2为旋转吸气式脉冲爆震发动机工作示意图。所述的旋转吸气式脉冲爆震发动机，其工作时，刚开始对其施加一定的动力，达到一定的转速后，爆震管(1)进口处的压强小于大气压，空气会进入爆震管(1)内，从而形成自然吸气。随着进气速度和进气量越来越大，此时通过喷油管(2)分别向两个中心对称的爆震管(1)内供油，由于离心力的作用，在爆震管(1)中的气流会产生径向和周向的二次流，形成很多的旋涡，并且喷油管(2)的喷油方向垂直于气流方向并达到爆震管(1)的内壁上，使燃油破碎雾化，大大提高了油气的混合程度。油气混合充分后，可燃混气由火花塞(3)点燃，形成爆燃，爆震管(1)内壁上的螺旋凹槽使流经的燃气在周向上发生进一步的旋转，继而产生从爆燃到爆震的转变，最终形成爆震波，产生旋转动力，最后由动力输出轴(4)输出。由于其旋转式的结构，燃气流中会有很多的旋涡，更加有利于爆震的形成及其稳定性，提高爆震管的可靠性。

图3为一种优选方案爆震管的结构示意图，沿轴向方向并排安装多个旋转式爆震管(1)，每个爆震管(1)之间通过联焰管(5)来传递火焰，保证各个爆震管(1)的同步性，以及整个动力装置的稳定性。各个爆震管(1)分别安装喷油管(2)进行供油。