一种径向分级爆震加力燃烧室
技术领域
本发明属于航空发动机领域，具体涉及一种径向分级爆震加力燃烧室。
背景技术
为了提高飞机的作战性能和扩大飞机包线，军用战斗机的动力装置通过加力燃烧来增加推力，采用加力燃烧室则是提高航空发动机推重比的重要技术手段。加力燃烧室是在涡轮后燃气或燃气与外涵的混合气中喷油点火燃烧，用以提高气流温度、短期内增大发动机推力的装置。加力燃烧室的发展过程是一个不断提高加力温度、燃烧效率和燃烧稳定性，减少流体损失、减轻重量，提高可靠性和适用性的过程。先进战斗机的研制，对航空发动机的性能提出了更高的要求，加力燃烧室的设计面临着一系列的挑战。
脉冲爆震发动机(Pulse Detonation Engine简称PDE)是利用间歇式爆震波产生的高温高压燃气来产生推力的一种新概念发动机，循环过程可分为1、燃料氧化剂填充爆震室；2、点火起爆；3、爆震波向敞口端传播；4、爆震波到达出口，膨胀波反射回来，爆震产物从爆震室排除；5、恢复出口状态。以上几个过程循环进行，当爆震达到一定频率后就可以为飞行器提供近似连续的推进动力。脉冲爆震发动机较传统发动机有诸多优点，其中尤为突出的是结构简单和循环热效率高。结构简单，可使发动机尺寸小，重量轻，维护简单；循环热效率高，可在M数0～10，飞行高度0km～50km飞行，推力可调；适用范围广，可以按自吸气的方式或携带氧化剂的火箭发动机方式工作，也可以与冲压发动机或涡扇发动机结合组成组合循环发动机或混合发动机。此外，脉冲爆震发动机还显示出很好的经济性，爆震燃烧的快速反应方式，使得整个燃烧过程近似等容燃烧，燃料效率得到提高，爆震的高温也使得未完全燃烧的燃料大大减少，这些因素都有利于提高经济性。
综上，脉冲爆震发动机的结构简单，热效率高等优势完全可以用来改善当前加力燃烧室的性能，有必要进行相关方面的研究，在加力燃烧室中合理地使用脉冲爆震燃烧技术以求得更优化的设计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种径向分级爆震加力燃烧室，进一步起到提高飞机的作战性能和扩大飞机包线的作用，同时提高加力燃烧室加力温度、燃烧效率、可靠性和适用性。
技术方案
本发明的目的在于提供一种径向分级爆震加力燃烧室。
本发明技术方案如下：
一种径向分级爆震加力燃烧室，包括爆震环腔的结构与布置方式，爆震环腔头部连接的联焰环腔的安装位置与结构，进气道结构，联焰环腔与加力燃烧室主燃区相连的结构以及加力燃烧室内壁面的形面设计。
所述的一种径向分级爆震加力燃烧室，其特征在于：爆震环腔布置在加力燃烧室内壁与外壁之间，成环形通道结构，爆震环腔与加力燃烧室壁面进行了一体化设计，爆震环腔的壁面根据实际情况采用螺旋式结构或内置螺纹、凸台等结构减少DDT距离进而减少整个燃烧室轴向长度，这里不对爆震环腔内部结构进行限制。
所述的一种径向分级爆震加力燃烧室，其特征在于：头部的联焰环腔上游处与环形结构的进气道相连，靠近加力燃烧室内壁处有可开合的环形点火通道连接加力燃烧室主燃区并且沿周向均匀布置燃油喷嘴，联焰环腔同样位于加力燃烧室内壁与外壁之间。
所述的一种径向分级爆震加力燃烧室，其特征在于：加力燃烧室内壁面进口成流线型收缩结构，后半部为直线结构，最大程度上贴合联焰环腔与爆震环腔，使联焰环腔上的环形点火通道可以直接连接加力燃烧室主燃区火焰与联焰环腔。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计的一种径向分级爆震加力燃烧室，采用了径向分级布置的结构，在传统加力燃烧室的内壁面与外壁面之间布置爆震环腔等结构，利用脉冲爆震发动机的结构简单，循环热效率高，耗油率低等特点弥补当前加力燃烧室的加力温度有待提高、燃烧效率低下等不足。此外爆震环腔等结构位于加力燃烧室内、外壁面之间的一体化设计以及内壁面的贴合流线型设计也最大程度上保证了加力燃烧室内部气流通道的通畅，减少流动损失，增加结构的紧凑性。
附图说明
图1：一种径向分级爆震加力燃烧室整体结构示意图
图2：一种径向分级爆震加力燃烧室剖面图
图中：1、加力内锥，2、整流支板，3、进气道，4、燃油喷嘴，5、环形点火通道，
6、联焰环腔，7、爆震环腔，8、加力燃烧室内壁面，9、加力燃烧室外壁面
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述：
结合图1、图2，本发明提供了一种径向分级爆震加力燃烧室。图1为一种径向分级爆震加力燃烧室整体结构示意图，图2为一种径向分级爆震加力燃烧室剖面图。
所述的一种径向分级爆震加力燃烧室，当需要爆震环腔运行并进行进一步的加速飞行器时，环形点火通道(5)开启，加力燃烧室主燃区的火焰持续涌入联焰环腔(6)中，主燃烧室涡轮后的混气经由进气道(3)进入联焰环腔(6)与燃油喷嘴(4)喷出的燃油进行掺混，然后被环形点火通道(5)进入的火焰点燃。点燃后的混合物以及压缩波进入爆震环腔(7)并在爆震环腔中实现起爆，通过爆震环腔(7)尾部将产物直接排出产生推力。此外，爆震环腔等结构工作的同时，加力燃烧室内部的燃烧与做工过程与传统加力燃烧室一样持续工作。本发明在传统加力燃烧室的内壁面与外壁面之间布置爆震环腔等结构，利用脉冲爆震发动机的结构简单，循环热效率高，耗油率低等特点弥补当前加力燃烧室的加力温度有待提高、燃烧效率低下等不足，进一步起到提高飞机的作战性能和扩大飞机包线的作用，同时提高加力燃烧室加力温度、燃烧效率、可靠性和适用性。爆震环腔等结构位于加力燃烧室内、外壁面之间的一体化设计以及内壁面的贴合流线型设计也最大程度上保证了加力燃烧室内部气流通道的通畅，减少流动损失，增加结构的紧凑性。
