一种分级燃烧旋转爆震火箭发动机
技术特征:
1.一种分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:包括沿轴向依次同轴布设的预燃喷注段、富氧预燃燃烧室、燃烧过渡段和旋转爆震燃烧室;
2.根据权利要求1所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:富氧流道包括沿轴向依次布设的环形流道、收缩流道和扩张流道;收缩流道和扩张流道的交界处形成喉部;富氧气体的流动速度在喉部形成声速,在扩张流道内达到超声速,并以超声速喷射至环形爆震腔。
3.根据权利要求2所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:燃烧过渡段的中心设置有中心连接体;中心连接体包括沿轴向依次同轴布设的圆柱段和圆台段;
4.根据权利要求3所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:圆台段的母线与其中心轴线的锐形夹角小于30°,倒圆台部的母线与其中心轴线的锐形夹角大于45°。
5.根据权利要求3所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:扩张流道的轴向长度不超过收缩流道轴向长度的二分之一。
6.根据权利要求3所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:旋转爆震燃烧室的中心设置有中心锥体;中心锥体包括沿轴向依次布设的中心大圆柱段和锥体段;
7.根据权利要求1所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:燃料流道包括燃料加注口、燃料预热流道和燃料喷射孔;
8.根据权利要求1所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:预燃喷注段包括氧化剂喷注板和预燃燃料喷注板;
9.根据权利要求1所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:燃料a和燃料b为同一种燃料,根据燃料比冲和所设计的推力范围确定燃料b的质量流量;燃料a的质量流量不超过燃料b质量流量的1/4;在旋转爆震波不解耦的情况下,通过流量控制阀同时调节总燃料和液氧的质量流量实现对旋转爆震发动机推力的控制。
10.根据权利要求1所述的分级燃烧旋转爆震火箭发动机,其特征在于:进入爆震燃烧室的富氧气体由于经过预燃,温度较高;燃料流经主动冷却流道进入燃烧室之前也具有较高温度;所以,燃料和氧化剂具有较高的活性,在当量比0.7~1.3时,均能实现旋转爆震,进而拓展实现爆震波稳定传播的当量比的范围。
技术总结
本发明公开了一种分级燃烧旋转爆震火箭发动机,包括沿轴向依次同轴布设的预燃喷注段、富氧预燃燃烧室、燃烧过渡段和旋转爆震燃烧室;富氧预燃燃烧室用于将氧化剂和燃烧A进行富氧燃烧,形成高温高压的富氧气体;燃烧过渡段具有富氧流道,用于将富氧预燃燃烧室形成的富氧气体,喷射至旋转爆震燃烧室;旋转爆震燃烧室具有环形爆震腔和燃料流道;燃料流道用于燃料B的加注、预热和向环形爆震腔进行喷射;环形爆震腔能将富氧气体和燃料B进行旋转爆震燃烧。本发明采用预燃分级燃烧,能促进燃料裂解,提高燃料的活性,优化燃烧过程,实现液态碳氢燃料旋转爆震的快速起爆以及旋转爆震波稳定传播,还能大范围调节质量流量,实现推力调节。
技术研发人员:林伟,郭康康,顾福涛,蒋浩,聂万胜,郑星龙,曹炜,蔡开元,任永杰,赵子文
受保护的技术使用者:中国人民解放军军事航天部队航天工程大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/26
技术研发人员:林伟,郭康康,顾福涛,蒋浩,聂万胜,郑星龙,曹炜,蔡开元,任永杰,赵子文
技术所有人:中国人民解放军军事航天部队航天工程大学
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