旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，屬于發(fā)動機(jī)研宄領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)是一種新型的爆轟發(fā)動機(jī)。由于其爆轟波長期存在于環(huán)形燃燒室中，并且一直處于運動狀態(tài)，故無需高速來流和不停頓的點火，也不產(chǎn)生因爆轟出口而誘導(dǎo)的噪音。環(huán)形燃燒室中的爆轟波沿著圓周方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)傳播，高壓爆轟產(chǎn)物迅速膨脹，沿軸向高速排出，從而產(chǎn)生推進(jìn)力。因此，在推進(jìn)方面，旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)同時具備了脈沖爆轟發(fā)動機(jī)和駐定爆轟發(fā)動機(jī)的某些優(yōu)點，即:可以零起動、噪音小、爆轟產(chǎn)物的污染小、更高的熱效率、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、更大的推重比、工作范圍更寬、可加裝噴管產(chǎn)生矢量推力，增加飛行的機(jī)動性。成熟的旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)技術(shù)可用于導(dǎo)彈和宇航運載飛行器等方面的新型動力裝備，是理想的爆轟推進(jìn)方式，擁有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有對旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)的實驗研宄較少且問題也比較多，如北京大學(xué)王健平教授對旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)的實驗研宄【李洋，王字輝，劉宇思等.旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)中激波對爆轟波傳播影響的實驗探宄[CL//第十六屆全國激波與激波管學(xué)術(shù)會議論文集.2014:505-512.】，實驗裝置存在傳感器放置不合理、燃料和氧氣混合質(zhì)量不高以及不可調(diào)整等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有相關(guān)實驗技術(shù)中存在的傳感器放置不合理、燃料和氧氣混合質(zhì)量不高以及不可調(diào)整的問題，提供一種旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0006]旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，包括端蓋、外壁、內(nèi)腔以及燃料輸入控制環(huán)；端蓋上分布有螺孔，氧氣輸入口 ；外壁上分布有螺孔，燃料輸入口，點火器放置口，傳感器放置口 ；內(nèi)腔上分布有螺孔，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口，燃料在環(huán)形燃燒室的入口 ；燃料輸入控制環(huán)上分布有通孔；
[0007]連接關(guān)系:
[0008]端蓋為帶有階梯的圓柱體，端蓋上分布有螺孔，氧氣輸入口 ；
[0009]外壁為中空的圓柱體，圓柱體底端外側(cè)有凸臺，底端內(nèi)側(cè)開有凹槽；外壁上分布有螺孔，燃料輸入口，點火器放置口，傳感器放置口 ；傳感器放置口的連線與中軸線成夾角，并且傳感器放置口之間的距離均等；
[0010]內(nèi)腔為一端有凹槽的圓柱體，凹槽部分與端蓋的凸出部分向契合；內(nèi)部有中空腔體，用于存儲氧氣；內(nèi)腔上分布有氧氣在環(huán)形燃燒室的入口 7，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口 7位于燃料輸入控制環(huán)凸臺與點火器放置口 4之間；
[0011]燃料輸入控制環(huán)為中空圓柱體，內(nèi)側(cè)有凸臺，凸臺與內(nèi)腔之間的縫隙即為燃料在環(huán)形燃燒室的入口 ；燃料輸入控制環(huán)上開設(shè)有通孔，與外壁上的燃料輸入口在同一位置，使得燃料依次通過燃料輸入口、通孔與燃料在環(huán)形燃燒室的入口到達(dá)環(huán)形燃燒室；
[0012]利用螺栓將端蓋與內(nèi)腔連接；將燃料輸入控制環(huán)放置于外壁底端內(nèi)側(cè)的凹槽中；利用螺栓將端蓋與放置了燃料輸入控制環(huán)的外壁連接。
[0013]工作過程:
[0014]將氧氣輸入口與氧氣罐利用安裝了電磁閥門的管道相連接；將燃料輸入口與燃料罐利用安裝了電磁閥門以及防回流裝置的管道相連接；將點火器置入外壁上的點火器放置口 ；將傳感器置入外壁上的傳感器放置口并連接至信號采集設(shè)備；將氧氣輸入管道、燃料輸入管道上的電磁閥門以及點火器連接至控制系統(tǒng)。
[0015]燃料經(jīng)過燃料輸入口進(jìn)入實驗設(shè)備，再經(jīng)過燃料在環(huán)形燃燒室的入口進(jìn)入環(huán)形燃燒室；氧氣經(jīng)過氧氣輸入口進(jìn)入實驗設(shè)備，再經(jīng)過氧氣在環(huán)形燃燒室的入口最終進(jìn)入環(huán)形燃燒室與燃料進(jìn)行混合。
[0016]使用控制系統(tǒng)控制氧氣以及燃料的輸入流量與時間，并且控制點火時間和能量，以控制旋轉(zhuǎn)爆轟持續(xù)時間，達(dá)到保護(hù)實驗裝置和保證實驗安全的目的。
[0017]利用旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置可以實測出燃料和氧氣在環(huán)形燃燒室中發(fā)生旋轉(zhuǎn)爆轟時爆轟波頭的個數(shù)、爆轟壓力、爆轟波傳播的沿圓周方向的速度與沿軸線方向的速度、環(huán)形燃燒室內(nèi)的溫度等數(shù)據(jù)。
[0018]有益效果:
[0019]1、本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，壓力傳感器放置口的位置設(shè)置更為合理，在圓周上斜著放置的好處是能夠同時測量爆轟火焰沿著圓周方向以及中心軸方向的速度。
[0020]2、本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口直徑為1mm，數(shù)量達(dá)到一百個；能夠使得燃料和氧氣混合的更加均勻，提高在環(huán)形管道中發(fā)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆轟現(xiàn)象的可能性。
[0021]3、本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，燃料在環(huán)形管道的入口大小能夠調(diào)節(jié)，可以控制燃料的輸入速度以及燃料與氧氣的混合質(zhì)量。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的外觀示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的左視圖；
[0024]圖3為端蓋示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明外壁和內(nèi)腔部分的A-A剖面圖；
[0026]圖5為燃料輸入控制環(huán)及示意圖；
[0027]圖6為燃料輸入控制環(huán)的剖面示意圖。
[0028]其中，1-螺孔，2-氧氣或空氣輸入口，3-燃料輸入口，4-點火器放置口，5-傳感器放置口，6-燃料輸入控制環(huán)，7-氧氣在環(huán)形燃燒室的入口，8-燃料在環(huán)形燃燒室的入口。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0030]實施例1
[0031]旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，包括端蓋、外壁、內(nèi)腔以及燃料輸入控制環(huán)6 ;端蓋上分布有螺孔1，氧氣輸入口 2 ;外壁上分布有螺孔1，燃料輸入口 3，點火器放置口 4，傳感器放置口 5 ;內(nèi)腔上分布有螺孔1，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口 7，燃料在環(huán)形燃燒室的入口 8 ；燃料輸入控制環(huán)上分布有通孔；
[0032]連接關(guān)系:
[0033]端蓋為帶有階梯的圓柱體，端蓋上分布有螺孔1，氧氣輸入口 2 ；
[0034]外壁為中空的圓柱體，圓柱體底端外側(cè)有凸臺，底端內(nèi)側(cè)開有凹槽；外壁上分布有螺孔I，燃料輸入口 3，點火器放置口 4，傳感器放置口 5 ;傳感器放置口 5的連線與中軸線成夾角，并且傳感器放置口 5之間的距離均等；
[0035]內(nèi)腔為一端有凹槽的圓柱體，凹槽部分與端蓋的凸出部分向契合；內(nèi)部有中空腔體，用于存儲氧氣；內(nèi)腔上分布有氧氣在環(huán)形燃燒室的入口 7，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口 7位于燃料輸入控制環(huán)6凸臺與點火器放置口 4之間；
[0036]燃料輸入控制環(huán)6為中空圓柱體，內(nèi)側(cè)有凸臺，凸臺與內(nèi)腔之間的縫隙即為燃料在環(huán)形燃燒室的入口 8 ;燃料輸入控制環(huán)6上開設(shè)有通孔，與外壁上的燃料輸入口 3在同一位置，使得燃料依次通過燃料輸入口 3、通孔與燃料在環(huán)形燃燒室的入口 8到達(dá)環(huán)形燃燒室;
[0037]外壁尾部的外徑為210mm，內(nèi)徑為150mm，即外壁尾部厚度為30mm ;內(nèi)腔的直徑為140mm，即環(huán)形燃燒室的厚度為5mm。
[0038]氧氣輸入口 2以及燃料輸入口 3的直徑為1mm ;點火器放置口 4的直徑為16mm ；傳感器放置口 5的直徑為5mm，其連線與中軸線成45度角，并且傳感器放置口 5之間的距離均等；氧氣在環(huán)形燃燒室的入口 7的數(shù)量為一百個，在內(nèi)腔的圓周上均勻分布，其直徑為Imm ;燃料在環(huán)形燃燒室的入口 8厚度為1_。
[0039]利用螺栓將端蓋與內(nèi)腔連接；將燃料輸入控制環(huán)6放置于外壁底端內(nèi)側(cè)的凹槽中；利用螺栓將端蓋與放置了燃料輸入控制環(huán)6的外壁連接。
[0040]工作過程:
[0041]將氧氣輸入口 2與氧氣罐利用安裝了電磁閥門的管道相連接；將燃料輸入口 3與燃料罐利用安裝了電磁閥門以及防回流裝置的管道相連接；將點火器置入外壁上的點火器放置口 4 ;將傳感器置入外壁上的傳感器放置口 5并連接至信號采集設(shè)備；將氧氣輸入管道、燃料輸入管道上的電磁閥門以及點火器連接至控制系統(tǒng)。
[0042]燃料經(jīng)過燃料輸入口 3進(jìn)入實驗設(shè)備，再經(jīng)過燃料在環(huán)形燃燒室的入口 8進(jìn)入環(huán)形燃燒室；氧氣經(jīng)過氧氣輸入口 2進(jìn)入實驗設(shè)備，再經(jīng)過氧氣在環(huán)形燃燒室的入口 7最終進(jìn)入環(huán)形燃燒室與燃料進(jìn)行混合。
[0043]使用控制系統(tǒng)控制氧氣以及燃料的輸入流量與時間，并且控制點火時間和能量，以控制旋轉(zhuǎn)爆轟持續(xù)時間，達(dá)到保護(hù)實驗裝置和保證實驗安全的目的。
[0044]利用旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置可以實測出燃料和氧氣在環(huán)形燃燒室中發(fā)生旋轉(zhuǎn)爆轟時爆轟波頭的個數(shù)、爆轟壓力、爆轟波傳播的沿圓周方向的速度與沿軸線方向的速度、環(huán)形燃燒室內(nèi)的溫度等數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項】
1.旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，其特征在于:包括端蓋、外壁、內(nèi)腔以及燃料輸入控制環(huán)(6);端蓋上分布有螺孔(I)，氧氣輸入口(2);外壁上分布有螺孔(I)，燃料輸入口(3)，點火器放置口(4)，傳感器放置口(5);內(nèi)腔上分布有螺孔(I)，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口(7)，燃料在環(huán)形燃燒室的入口(8);燃料輸入控制環(huán)上分布有通孔； 端蓋為帶有階梯的圓柱體，端蓋上分布有螺孔(I)，氧氣輸入口(2)； 外壁為中空的圓柱體，圓柱體底端外側(cè)有凸臺，底端內(nèi)側(cè)開有凹槽；外壁上分布有螺孔(I)，燃料輸入口(3)，點火器放置口(4)，傳感器放置口(5);傳感器放置口(5)的連線與中軸線成夾角，并且傳感器放置口(5)之間的距離均等； 內(nèi)腔為一端有凹槽的圓柱體，凹槽部分與端蓋的凸出部分向契合；內(nèi)部有中空腔體，用于存儲氧氣；內(nèi)腔上分布有氧氣在環(huán)形燃燒室的入口(7)，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口(7)位于燃料輸入控制環(huán)出)凸臺與點火器放置口(4)之間； 燃料輸入控制環(huán)(6)為中空圓柱體，內(nèi)側(cè)有凸臺，凸臺與內(nèi)腔之間的縫隙即為燃料在環(huán)形燃燒室的入口(8);燃料輸入控制環(huán)(6)上開設(shè)有通孔，與外壁上的燃料輸入口(3)在同一位置，使得燃料依次通過燃料輸入口(3)、通孔與燃料在環(huán)形燃燒室的入口(8)到達(dá)環(huán)形燃燒室； 利用螺栓將端蓋與內(nèi)腔連接；將燃料輸入控制環(huán)(6)放置于外壁底端內(nèi)側(cè)的凹槽中；利用螺栓將端蓋與放置了燃料輸入控制環(huán)￠)的外壁連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，屬于發(fā)動機(jī)研究領(lǐng)域。包括端蓋、外壁、內(nèi)腔以及燃料輸入控制環(huán)；端蓋上分布有螺孔，氧氣輸入口；外壁上分布有螺孔，燃料輸入口，點火器放置口，傳感器放置口；內(nèi)腔上分布有螺孔，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口，燃料在環(huán)形燃燒室的入口；燃料輸入控制環(huán)上分布有通孔；本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機(jī)實驗裝置，氧氣在環(huán)形燃燒室的入口直徑為1mm，數(shù)量達(dá)到一百個；能夠使得燃料和氧氣混合的更加均勻，提高在環(huán)形管道中發(fā)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆轟現(xiàn)象的可能性。
【IPC分類】G01M15-00
【公開號】CN104792534
【申請?zhí)枴緾N201510055761
【發(fā)明人】王成, 胡斌斌, 宋清官, 畢湧, 趙永耀
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月3日