申请/专利权人：北京大学

申请日：2024-02-19

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117738815A

主分类号：F02K7/08

分类号：F02K7/08;F02C7/04;F02C7/22;F23R3/28;F23R3/36;F23R7/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机，该发动机的液相燃料通过液相燃料渐扩流道与经过中心气相氧化剂Laval流道的气相氧化剂进行锐角对撞掺混，形成可爆轰混合气进入燃烧室；固相燃料通过固体粉末燃料流道与经过外部气相氧化剂Laval流道的气相氧化剂呈锐角进行同轴剪切掺混，形成可爆轰混合气进入燃烧室；液相可爆轰混合物与固相可爆轰混合物在对撞掺混区进一步锐角对撞加强掺混，后进入爆轰腔。上述发动机能够提高气相氧化剂与液相燃料和固相燃料的掺混均匀性并减少对撞造成的动量、能量损失，实现气‑液、气‑固多模态连续爆轰发动机的运行，大大减轻结构重量，从而提高了推重比与整体性能。

主权项：1.一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机，其特征在于，包括燃烧室外壁、燃烧室内壁、端盖、气相氧化剂供给装置、液相燃料供给装置、固相燃料供给装置以及爆轰燃烧室；所述燃烧室外壁内部同轴安装有所述燃烧室内壁；所述端盖同轴密封连接于所述燃烧室外壁与所述燃烧室内壁的前端；在所述端盖的内表面、所述燃烧室外壁的内周面以及所述燃烧室内壁的外周面之间形成外部气相氧化剂集气腔；在所述端盖与所述燃烧室内壁之间形成中心气相氧化剂集气腔；所述爆轰燃烧室由连通的对撞掺混区和空筒式爆轰腔组成，所述空筒式爆轰腔位于所述燃烧室外壁的后端内部；所述对撞掺混区位于所述空筒式爆轰腔、所述燃烧室外壁以及所述燃烧室内壁之间；所述气相氧化剂供给装置由贯穿所述端盖中心的中心气相氧化剂入口、贯穿所述燃烧室外壁的外部气相氧化剂入口、所述端盖、所述燃烧室外壁和所述燃烧室内壁构成；气相氧化剂分两路进入集气腔，其中一路通过所述中心气相氧化剂入口进入所述中心气相氧化剂集气腔后再通过中心气相氧化剂Laval流道与液相燃料进行对撞掺混，另一路通过所述外部气相氧化剂入口进入所述外部气相氧化剂集气腔后通过外部气相氧化剂Laval流道与固相粉末燃料进行同轴剪切掺混；所述中心气相氧化剂Laval流道和所述外部气相氧化剂Laval流道用于使气相氧化剂在收缩段逐渐加速直至在喉口处达到声速，并于扩张段加速以超声速喷注进入所述对撞掺混区内；所述液相燃料供给装置由液相燃料入口流道、液相燃料歧管以及液相燃料渐扩流道组成；加压的液相燃料通过所述液相燃料入口流道流入所述液相燃料歧管，之后通过所述液相燃料渐扩流道与所述中心气相氧化剂Laval流道喷出的气相氧化剂对撞掺混，形成可起爆预混气喷注进入所述对撞掺混区内；所述液相燃料渐扩通道用于防止加压液相燃料长时间喷注冲蚀流道、以及爆轰燃烧周期性热应力和冲击载荷对液相燃料出口的损坏；所述固相燃料供给装置包括多个周向均布且贯穿所述燃烧室外壁的固相粉末燃料流道；固相粉末燃料经过所述固相粉末燃料流道喷注，与经过所述外部气相氧化剂Laval流道的气相氧化剂进行同轴剪切掺混，形成可爆轰燃气喷注进入所述对撞掺混区内；所述固相粉末燃料流道倾斜设置，并与沿轴向设置的所述外部气相氧化剂Laval流道相交且成锐角；所述液相燃料歧管与所述液相燃料渐扩流道沿径向倾斜设置，并与沿轴向设置的所述中心气相氧化剂Laval流道相交且成锐角；所述固相粉末燃料流道与所述液相燃料渐扩流道一一对应且间隔所述对撞掺混区相对设置。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京大学 一种基于多锐角掺混结构的气液固多相空筒式连续爆轰发动机

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