一种冲压发动机

本发明提供一种冲压发动机，该冲压发动机包括燃烧室，从燃烧室进口端到燃烧室出口端，燃烧室内壁的扩张角度逐渐增大；当启动冲压发动机时，通过设置在燃烧室内壁上的燃料补充装置和氧化剂补充装置，按照一定比例、流量为燃烧室补充燃料和氧化剂，使燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧达到冲压发动机所需的推力。基于本发明提供的冲压发动机，按照飞行器对发动机的推力和比冲要求，通过合理设计冲压发动机的燃烧室内不同段的扩张角度，以及燃料和氧化剂补充位置，按照一定的流量和比例补充氧化剂和燃料，使补充的燃料在燃烧室内边混合边燃烧均匀释放能量，实现高比冲和大推力，且使发动机在宽马赫数范围内的工作性能最优

一种两组元旋流自引射喷嘴

本发明提供了一种两组元旋流自引射喷嘴，包括：内喷嘴，为中空的燃料射流通道；外喷嘴，为中空的氧化剂射流通道，以同心且间隔的方式套在所述内喷嘴外，底部封闭；切向管道，由垂直于所述外喷嘴的外壁面的方向，均匀且倾斜的绕外壁面的底部分布，并与所述外喷嘴的内部连通。本发明能够实现燃料射流和氧化剂射流的快速均匀混掺、提高燃烧稳定性和降低喷嘴的烧蚀损毁率

超声速燃烧稳焰模式分布研究

超声速燃烧室内火焰稳定是一个流动与化学反应强烈耦合的复杂过程。深入研究稳焰机理,首先需要了解稳焰情况下的火焰结构特征。本研究采用CH化学发光探测的手段,在直联式超燃平台上,对隔离段入口马赫数2.5,来流空气总温1200-1800K,总压1.0Mpa,当量比0.1-0.8变化范围内乙烯燃烧的火焰结构进行测量。根据火焰位置不同,可划分为四种稳焰模式:凹腔内稳焰、凹腔剪切层稳焰、射流尾迹稳焰以及在凹腔与射流尾迹之间振荡。在总温-当量比参数空间内全面给出稳焰模式分布规律。结合燃烧室一维性能计算,建立稳焰模式分布与燃烧模态之间的对应关系

超声速燃烧熄火极限实验研究

本工作采用直联式超燃平台在隔离段入口马赫数2.5,来流空气总压1.0MPa,总温范围700-2200K条件下,测定了煤油和乙烯两种典型碳氢燃料的熄火极限。凹腔稳焰器处CH化学发光的测量结果表明强燃烧火焰稳定驻留区域位于凹腔剪切层或燃料射流尾迹,而弱燃烧的火焰稳定区域在凹腔内部。结合实验结果和层流火焰速度计算结果,分析了燃料温度和燃料特性对于碳氢燃料超声速燃烧熄火极限的影响,定性解释了稳焰极限规律。还研究了加氢对于碳氢燃料稳焰极限和稳焰模式的影响。为了进一步研究稳焰机制,通过CH化学发光高频测量获得了贫富油熄火过程,发现贫富油熄火过程不同;富油熄火边界存在吹熄后再次自点火现象。自点火发生于剪切层..

Pulse Combustion of Hydrocarbon Fuels in a Supersonic Model Combustor

主动冷却超燃冲压发动机一般使用碳氢化合物作为燃料，但是碳氢燃料存在点火延迟时间长，稳定燃烧范围窄等问题，这就迫切需要开展碳氢燃料点火和稳燃新方法的研究。脉冲燃烧可能是一种拓展超声速燃烧室工作范围的方式，但在超声速燃烧室内还没有开展相关研究。使用结构简单的脉冲火花塞（5Hz，50J/pulse），在马赫数2.5的直联式超声速燃烧室内，实验研究了乙烯和超临界煤油的超声速脉冲燃烧可能性、燃烧模式及影响因素。乙烯脉冲燃烧实验表明，在稳定燃烧范围以外存在脉冲燃烧，并能够提供有效的脉冲推力。乙烯脉冲燃烧主要存在于来流空气总温较低的条件下；随着总温的提高，脉冲燃烧将进一步引起稳定燃烧；当总温很高时，乙烯直接稳定燃烧，没有观测到脉冲燃烧现象。煤油的实验表明，本文所用的脉冲式能量补充无法实现超临界煤油的脉冲燃烧，煤油的脉冲燃烧可能需要更多的热量和自由基

主动冷却超燃冲压发动机燃烧室内流道设计

在主动冷却超燃冲压发动机运行过程中,经过冷却系统后的燃料温度将超过临界温度,燃料将以超临界态与裂解小分子的形式进入燃烧室。与液态燃料相比,超临界态或裂解态燃料无需雾化、气化过程,油气混合水平高,因此,点火、稳焰、燃烧强度、燃烧效率与推力性能都大幅度提高。与液态燃料燃烧室相比,采用超临界态或裂解态燃料喷注的燃烧室流道设计具有特殊性,必须单独研究。超临界态或裂解态燃料燃烧强度大,释热集中,这就容易出现燃烧反压迅速向上游传播,引起发动机不起动的问题。如果降低局部喷油流量以防止反压过高,又会造成推力性能下降或局部当量比低于贫油稳焰极限而导致熄火问题。同事,燃烧过分集中,还会造成燃烧室壁面热流分布较大的..

一种拓展超声速燃烧火焰稳定极限的方法

本发明公开一种拓展超声速燃烧火焰稳定极限的方法，包括：针对超燃冲压发动机内的稳焰结构，确定火焰最稳定驻扎区域、火焰驻扎基点以及回流区结构；对所述稳焰结构的火焰最稳定驻扎区域喷注氧气，同时避免破坏原有的火焰驻扎基点和回流区结构。本发明实现简单，操作控制方便，且氧气用量少，可用于超燃冲压发动机燃烧室中火焰的稳定