CN106949498A - 一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机 - Google Patents

一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN106949498A
CN106949498A CN201710310196.8A CN201710310196A CN106949498A CN 106949498 A CN106949498 A CN 106949498A CN 201710310196 A CN201710310196 A CN 201710310196A CN 106949498 A CN106949498 A CN 106949498A
Authority
CN
China
Prior art keywords
material powder
combustion chamber
energetic material
combustion
thrust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710310196.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张晓源
李进平
张仕忠
俞鸿儒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mechanics of CAS
Original Assignee
Institute of Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mechanics of CAS filed Critical Institute of Mechanics of CAS
Priority to CN201710310196.8A priority Critical patent/CN106949498A/zh
Publication of CN106949498A publication Critical patent/CN106949498A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/36—Supply of different fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/10—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机，包括：进气道(1)、燃料喷嘴环(2)、火焰稳定器(3)、火焰筒(4)、尾喷管(5)、燃烧室(6)、含能材料粉末喷口(7)。本发明通过在冲压发动机的燃烧室中设置含能材料粉末喷口，向燃烧室喷射金属铍Be、镁Mg、铝Al、硼B、碳C、B4C等含能材料，使冲压发动机燃料燃烧后的高温燃烧产物，与所加入的含能材料粉末继续发生氧化还原反应，释放热量，对发动机燃气的做功能力起到补充的作用，从而增大冲压发动机推力，实现吸气式高超声速飞行。

Description

一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机
技术领域
本发明属于发动机技术领域，特别涉及一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机。
背景技术
冲压发动机是一种利用来流高速空气的减速增压作用来完成增压燃烧，从而进行工作的喷气发动机。冲压发动机不需携带氧化剂，无需压气机和涡轮机等转动部件，具有能增加飞行器载荷能力和巡航距离的潜在优势。冲压发动机通常由进气道、燃烧室和喷管，这三个主要部件组成。飞行时，来流迎面空气通过进气道进行压缩减速，增压后的空气进入燃烧室与燃料混合进行等压燃烧，燃烧后产生的高温燃气在喷管中膨胀加速后喷出，产生推力。冲压发动机特有的性能优越性，更适合飞行器高速远航程的要求。在高速飞行中，冲压发动机产生的推力比涡轮喷气发动机大，经济性比火箭发动机好。而目前冲压发动机的适用范围有限，通常在飞行马赫数为3到4左右。影响冲压发动机向更高飞行速度发展的缺点在于其推力不足。主要由两方面的原因：一是发动机吸气过程的动能损失大；二是发动机内高温造成的燃气解离。为了实现吸气式高超声速飞行，其推力需大大增加，才能突破其应用壁垒。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机，通过在燃烧室设置含能材料粉末喷口，实现了含能材料粉末与液体燃料燃烧后产物的二次燃烧，提高了冲压发动机的推力，实现吸气式高超声速飞行。
本发明的技术方案是：一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机，包括：进气道、火焰稳定器、火焰筒、尾喷管、燃烧室、含能材料粉末喷口；
所述进气道用于将高速来流空气压缩后送入所述燃烧室；
所述燃料喷嘴环位于所述进气道与所述火焰稳定器之间，用于将液体燃料喷入燃烧室；
所述火焰稳定器用于稳定液体燃料燃烧产生的火焰；
所述火焰筒用于稳定燃烧，提高燃烧速度和效率，以及筒壁的热防护；
所述尾喷管用于将燃烧后的高温气体膨胀加速喷出，产生推力；
所述燃烧室用于将液体燃料雾化后与空气发生混合燃烧，并将含有大量高温水蒸气和二氧化碳等燃烧产物，与含能材料粉末发生氧化还原反应，释放热能；
所述含能材料粉末喷口设置在所述燃烧室内，用于向所述燃烧室内喷射含能材料粉末。
更近一步地，所述含能材料粉末喷口中喷射的含能材料粉末为金属铍Be、镁Mg、铝Al、硼B、碳C、B4C中的一种或多种的混合。
本发明通过在冲压发动机的的燃烧室中设置含能材料粉末喷口，向燃烧室喷射金属铍Be、镁Mg、铝Al、硼B、碳C、B4C等含能材料粉末，使冲压发动机燃料燃烧后的高温燃烧产物，与所加入的含能材料粉末继续发生广义燃烧反应，释放热量，对发动机燃气的做功能力起到补充的作用，从而增大冲压发动机推力，实现吸气式高超声速飞行。
附图说明
图1为本发明***组成示意图。
图中：1-进气道，2-燃料喷嘴环，3-火焰稳定器，4-火焰筒，5-尾喷管，6-燃烧室，7-含能材料粉末喷口
具体实施方式
实施例1：参见图1，一种基于液体燃料混合含能材料提升推力的冲压发动机，包括：进气道1、燃料喷嘴环2、火焰稳定器3、火焰筒4、尾喷管5、燃烧室6、含能材料粉末与液体燃料混合室7；
所述进气道(1)用于将高速来流空气压缩后送入所述燃烧室6；
所述燃料喷嘴环2位于所述进气道1与所述火焰稳定器3之间，用于将液体燃料喷入燃烧室；
所述火焰稳定器3用于稳定液体燃料燃烧产生的火焰；
所述火焰筒4用于稳定燃烧，提高燃烧速度和效率，以及筒壁的热防护；
所述尾喷管5用于将燃烧后的高温气体膨胀加速喷出，产生推力；
所述燃烧室6用于将液体燃料雾化后与空气发生混合燃烧，并将含有大量高温水蒸气和二氧化碳等燃烧产物，与含能材料粉末发生氧化还原反应，释放热能；
所述含能材料粉末喷口7设置在所述燃烧室6内，用于向所述燃烧室6内喷射含能材料粉末；
更近一步地，所述含能材料粉末喷口7中喷射的含能材料粉末为金属铍Be、镁Mg、铝Al、硼B、碳C、B4C中的一种或多种的混合。

Claims (2)

1.一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机，其特征在于，包括：进气道(1)、燃料喷嘴环(2)、火焰稳定器(3)、火焰筒(4)、尾喷管(5)、燃烧室(6)、含能材料粉末喷口(7)；
所述进气道(1)用于将高速来流空气压缩后送入所述燃烧室(6)；
所述燃料喷嘴环(2)位于所述进气道(1)与所述火焰稳定器(3)之间，用于将液体燃料喷入燃烧室；
所述火焰稳定器(3)用于稳定液体燃料燃烧产生的火焰；
所述火焰筒(4)用于稳定燃烧，提高燃烧速度和效率，以及筒壁的热防护；
所述尾喷管(5)用于将燃烧后的高温气体膨胀加速喷出，产生推力；
所述燃烧室(6)用于将液体燃料雾化后与空气发生混合燃烧，并将含有大量高温水蒸气和二氧化碳等燃烧产物，与含能材料粉末发生氧化还原反应，释放热能；
所述含能材料粉末喷口(7)设置在所述燃烧室(6)内，用于向所述燃烧室(6)内喷射含能材料粉末。
2.如权利要求1所述的一种基于液体燃料混合含能材料提升推力的冲压发动机，其特征在于：所述含能材料粉末喷口(7)中喷射的含能材料粉末为金属铍Be、镁Mg、铝Al、硼B、碳C、B4C中的一种或多种的混合。
CN201710310196.8A 2017-05-05 2017-05-05 一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机 Pending CN106949498A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710310196.8A CN106949498A (zh) 2017-05-05 2017-05-05 一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710310196.8A CN106949498A (zh) 2017-05-05 2017-05-05 一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106949498A true CN106949498A (zh) 2017-07-14

Family

ID=59478128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710310196.8A Pending CN106949498A (zh) 2017-05-05 2017-05-05 一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106949498A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483543A (zh) * 2018-06-15 2018-09-04 西南科技大学 一种水反应金属燃料旋流冲压海水淡化***
CN109098891A (zh) * 2018-10-11 2018-12-28 中国人民解放军国防科技大学 一种基于固体推进的跨介质冲压发动机
CN112610983A (zh) * 2020-12-07 2021-04-06 河北汉光重工有限责任公司 一种水冲压发动机点火稳燃装置
CN113882965A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种金属储氢粉末水冲压发动机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1210601A (en) * 1967-02-11 1970-10-28 Mtu Muenchen Gmbh Rocket propulsion system
GB1401370A (en) * 1973-05-18 1975-07-16 Kaiho Y Generation of motive power with metal and water as fuel
JP2000186620A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Japan Steel Works Ltd:The ハイブリッドロケットエンジン及びその始動法
CN105156226A (zh) * 2015-09-17 2015-12-16 东北大学 一种带有脉动燃烧室的冲压发动机
CN106246356A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 南京理工大学 用于液体冲压发动机带火焰稳定功能的点火装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1210601A (en) * 1967-02-11 1970-10-28 Mtu Muenchen Gmbh Rocket propulsion system
GB1401370A (en) * 1973-05-18 1975-07-16 Kaiho Y Generation of motive power with metal and water as fuel
JP2000186620A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Japan Steel Works Ltd:The ハイブリッドロケットエンジン及びその始動法
CN105156226A (zh) * 2015-09-17 2015-12-16 东北大学 一种带有脉动燃烧室的冲压发动机
CN106246356A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 南京理工大学 用于液体冲压发动机带火焰稳定功能的点火装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
申慧君等: "粉末燃料冲压发动机理论性能分析", 《推进技术》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483543A (zh) * 2018-06-15 2018-09-04 西南科技大学 一种水反应金属燃料旋流冲压海水淡化***
CN108483543B (zh) * 2018-06-15 2021-03-23 西南科技大学 一种水反应金属燃料旋流冲压海水淡化***
CN109098891A (zh) * 2018-10-11 2018-12-28 中国人民解放军国防科技大学 一种基于固体推进的跨介质冲压发动机
CN109098891B (zh) * 2018-10-11 2019-11-01 中国人民解放军国防科技大学 一种基于固体推进的跨介质冲压发动机
CN112610983A (zh) * 2020-12-07 2021-04-06 河北汉光重工有限责任公司 一种水冲压发动机点火稳燃装置
CN112610983B (zh) * 2020-12-07 2022-03-25 河北汉光重工有限责任公司 一种水冲压发动机点火稳燃装置
CN113882965A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种金属储氢粉末水冲压发动机
CN113882965B (zh) * 2021-09-29 2023-12-29 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种金属储氢粉末水冲压发动机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112879178B (zh) 一种基于爆震燃烧的固体火箭冲压发动机
CN106050472A (zh) 涡轮火箭组合冲压发动机及其工作方法
CN106949498A (zh) 一种基于燃烧室喷入含能材料粉末提升推力的冲压发动机
CN112902225B (zh) 一种带外环旋转爆震增压燃烧室的多级加力燃烧室
CN109184953B (zh) 一种火箭式旋转爆震冲压组合发动机
CN107762661B (zh) 一种脉冲爆震引射超燃冲压组合发动机
CN109139296B (zh) 火箭基组合循环发动机
CN108708788B (zh) 双燃烧室冲压发动机及高超声速飞行器
CN104295406A (zh) 一种具有环型引射结构的火箭冲压组合发动机
US11674437B2 (en) Gas turbine power generation device
CN113551264A (zh) 一种用于地面燃机联合循环的级间旋转爆震燃烧室
CN106870204A (zh) 固液火箭发动机燃烧室中间扰流装置
CN103742294A (zh) 液态气体加力喷气发动机及实现喷气飞机加力飞行的方法
RU2563641C2 (ru) Гибридный ракетно-прямоточный воздушно-реактивный аэрокосмический двигатель
CN112211745A (zh) 一种尾喷管带异形截面的固体火箭发动机结构
CN109899179B (zh) 一种提升含硼富燃固体推进剂超声速燃烧性能的超燃冲压发动机
CN204099074U (zh) 一种具有环型引射结构的火箭冲压组合发动机
CN111305972A (zh) 一种脉冲爆震燃烧室及基于脉冲爆震的空气涡轮火箭发动机
CN116291952A (zh) 一种双连续爆轰模态火箭基组合循环发动机
CN106884739A (zh) 一种基于液体燃料混合含能材料粉末提升推力的冲压发动机
CN104832318A (zh) 一种冲压喷气发动机
CN108757221A (zh) 一种液体亚燃冲压发动机
CN213899116U (zh) 发动机微波激发火焰提高效率的装置
CN216044045U (zh) 一种非均匀压缩***
CN110107402B (zh) 一种陶瓷涡轮发动机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170714

RJ01 Rejection of invention patent application after publication