專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是一種用在航空和航天上的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，屬機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)腔都是由進(jìn)氣道、燃燒室和噴管三部分構(gòu)成，所用燃料都是由壓縮進(jìn)氣道末端或燃燒室進(jìn)口下游的一段距離處的噴嘴與火花塞向壓縮空氣流噴入，當(dāng)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在較高馬赫數(shù)速度下工作時(shí)，燃燒室進(jìn)口空氣流速度很高，燃料和空氣的混合變得很困難，如果要提高燃燒效率就要提高混合效率，這將使燃燒室變長(zhǎng)，從而增加摩擦損失并增加燃燒室處壁面冷卻用的燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可改善燃料與空氣混合效果、提高燃燒效率、縮短燃燒室長(zhǎng)度的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括外殼(1)、支板(2)和內(nèi)噴嘴與火花塞(3)，其外殼(1)包裹的內(nèi)腔分成三部分進(jìn)氣道I、燃燒室II和噴管III，進(jìn)氣道I和燃燒室II之間連接處較細(xì)，形成一個(gè)咽喉IV，支板(2)位于該咽喉IV處，內(nèi)噴嘴與火花塞(3)位于燃燒室II前部的內(nèi)壁和支板后部處，本發(fā)明的特點(diǎn)是在咽喉IV之前裝有外噴嘴(4)，外噴嘴(4)噴出燃料與空氣流進(jìn)行預(yù)混合，使外噴嘴(4)后部從進(jìn)氣道I進(jìn)入燃燒室II的氣體為空氣和燃料混合的可燃混合氣。
為使燃料和將進(jìn)入燃燒室的空氣流混合得更好，外噴嘴(4)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的外部正前方，且其燃料噴射速度及噴射角度可調(diào)。


圖1為本發(fā)明超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明安裝在飛行器上的結(jié)構(gòu)示意圖。其中I為進(jìn)氣道、II為燃燒室、III為噴管、IV為咽喉、1為發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、2為支板、3內(nèi)噴嘴與火花塞、4為外噴嘴、5為飛行器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)由外殼(1)、支板(2)、內(nèi)噴嘴與火花塞(3)和外噴嘴(4)構(gòu)成，外噴嘴(4)安裝在壓縮進(jìn)氣道I前方，距壓縮進(jìn)氣道I末端有較長(zhǎng)的距離，它噴出的燃料經(jīng)過(guò)一段距離的擴(kuò)散后與進(jìn)入進(jìn)氣道I的高速空氣流充分混合，然后進(jìn)入燃燒室II，并與燃燒室II進(jìn)口側(cè)壁處或位于咽喉IV處的支板(2)的后半部分處的內(nèi)噴嘴與火花塞(3)噴出的燃料進(jìn)一步混合并被點(diǎn)燃，點(diǎn)燃產(chǎn)生的爆破氣體通過(guò)噴管III，向后排出發(fā)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生推力。
由于可燃混合氣體點(diǎn)燃時(shí)，產(chǎn)生的爆振波很強(qiáng)，達(dá)到2000m/s，這就要求燃燒室進(jìn)口氣流速度大于6個(gè)馬赫數(shù)，避免燃燒室火焰有可能向進(jìn)氣道傳播造成熱堵塞。
為避免混合可燃?xì)庠谶M(jìn)氣道內(nèi)被點(diǎn)燃，燃燒室進(jìn)口氣流的靜溫必須低于燃料的自燃溫度，這可通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣道的進(jìn)氣流壓縮比來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于氣體通過(guò)內(nèi)腔時(shí)會(huì)在周?chē)鷥?nèi)壁處產(chǎn)生附面層氣流，在進(jìn)氣道內(nèi)壁、燃燒室進(jìn)口內(nèi)壁和支板(2)前半部分外壁處的附面層氣流速度低，溫度高，混合的可燃?xì)怏w必須與附面層氣流之間保持一定的隔離空隙，隔離空隙中燃料的濃度必須在其可燃極限貧限之下，這就要求外噴嘴(4)位置不能太偏向進(jìn)氣道內(nèi)壁，最好在進(jìn)氣道的軸心線附近，且其燃料噴射速度及噴射角度可調(diào)。
當(dāng)外噴嘴(4)位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的外部前方時(shí)，如圖2所示，由于飛行器(5)的高速飛行，在飛行器(5)的外表面同樣會(huì)產(chǎn)生高溫的附面層氣流，為避免外部的混合可燃?xì)馀龅礁邷馗矫鎸託饬髯匀?，也要求混合的可燃?xì)怏w必須與附面層氣流之間保持一定的隔離空隙，隔離空隙中燃料的濃度必須在其可燃極限貧限之下，也就是要求外噴嘴(4)位置不能太偏向進(jìn)氣道內(nèi)壁，最好在進(jìn)氣道的軸心線附近，且其燃料噴射速度及噴射角度可調(diào)。
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，燃料燃燒效率高等特點(diǎn)，可以減少燃燒室的長(zhǎng)度并且提高了燃料與進(jìn)入燃燒室的高速空氣流混合效率。
權(quán)利要求
1.一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括外殼(1)、支板(2)和內(nèi)噴嘴與火花塞(3)，其外殼(1)包裹的內(nèi)腔分成三部分進(jìn)氣道I、燃燒室II和噴管III，進(jìn)氣道I和燃燒室II之間連接處較細(xì)，形成一個(gè)咽喉IV，支板(2)位于該咽喉IV處，內(nèi)噴嘴與火花塞(3)位于燃燒室II前部的內(nèi)壁和支板后部處，本發(fā)明的特征在于在咽喉IV之前裝有外噴嘴(4)，使外噴嘴(4)后部從進(jìn)氣道I進(jìn)入燃燒室II的氣體為空氣和燃料混合的可燃混合氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的外噴嘴(4)位于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的外部正前方，且其燃料噴射速度及噴射角度可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的外噴嘴(4)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)腔軸心線上或軸心線附近的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是一種用在航空和航天上的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。它包括外殼、支板和內(nèi)噴嘴與火花塞，其外殼包裹的內(nèi)腔分成三部分進(jìn)氣道、燃燒室和噴管，進(jìn)氣道和燃燒室之間連接處較細(xì)，形成一個(gè)咽喉，其特點(diǎn)是在咽喉之前裝有外噴嘴，使外噴嘴后部從進(jìn)氣道進(jìn)入燃燒室的氣體為空氣和燃料混合的可燃混合氣。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、燃料燃燒效率高等特點(diǎn)，可以減少燃燒室的長(zhǎng)度并且提高了燃料與進(jìn)入燃燒室的高速空氣流混合效率。
文檔編號(hào)F02K1/06GK1611761SQ20031010337
公開(kāi)日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者王德強(qiáng) 申請(qǐng)人:王德強(qiáng)