一种稳焰器及发动机

本发明属于组合循环发动机，具体涉及一种稳焰器及发动机。

背景技术：

1、低成本宽域高超声速飞行是航空航天技术发展的下一个制高点，是实现高超声速飞机、太空旅游和大规模空间开发等人类梦想的重要技术手段。针对传统单一动力循环无法宽速域高效工作的问题，吸气式组合动力将多个发动机循环耦合使用，充分发挥各个循环速度区间内的优势，有望实现极宽速域内高效工作的目标，同时还具有水平起降、可重复使用等性能潜力，是低成本宽域高超声速飞行较为合适的动力形式。在发动机中，燃料化学能转化为内能的高低体现在燃烧效率，而燃烧效率的高低直接决定了发动机推力比冲性能的优劣，因此，保证吸气式组合动力有较高的燃烧效率至关重要。但是组合动力燃烧室工作范围极宽，在不同速域对掺混稳焰器的需求不同，在低速段来流空气温度低流量大，不易点火，火焰稳定性差，需要较大阻塞比的稳焰器形成较大低速回流区，进而形成稳定的点火源提高燃烧效率；在高速段来流空气温度高速度快，此时较小的回流区即可以形成稳定的点火源，稳焰器阻塞比较大会导致总压恢复系数偏低，进而降低发动机性能。

2、如果宽域燃烧室使用较大阻塞比的稳焰器，在低速段具有稳焰优势，燃烧性能较高，但会导致高速段总压损失偏高，发动机性能偏低；如果宽域燃烧室使用较小阻塞比的稳焰器，在高速段兼具高燃烧效率与总压恢复系数，但会导致低速段稳焰变差，燃烧效率偏低。如何设计较优的稳焰器既能保证低速段大阻塞比的需求，又能兼顾高速段小阻塞比的需求是吸气式组合动力宽域燃烧室面临的主要问题。

技术实现思路

1、为了解决稳焰器既能保证低速段大阻塞比的需求，又能兼顾高速段小阻塞比的需求是吸气式组合动力宽域燃烧室面临的问题，本发明提供了一种应用于宽域高超声速组合动力的，兼具低速段与高速段对阻塞比需求的稳焰器及发动机。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种稳焰器，包括：

4、稳焰器本体，所述稳焰器本体前端具有燃料喷注结构，后端沿高度方向间隔开设有多个水平的第一通道和第二通道；

5、多个第一调节板和第二调节板，所述第一调节板和第二调节板均为扇形结构，且分别与所述第一通道和第二通道匹配，所述第一调节板和第二调节板的圆心处分别与所述稳焰器本体的两侧转动连接；

6、驱动组件，带动所述第一调节板和第二调节板反向转动，所述第一调节板和第二调节板相向转动到设定角度时，所述第一通道和第二通道能够分别容纳在所述第一通道和第二通道。

7、优选地，所述驱动组件包括第一转轴、第二转轴和两根移动连杆，多个所述第一调节板的圆心处均与所述第一转轴连接，多个所述第二调节板的圆心处均与所述第二转轴连接，所述移动连杆一端沿长度方向开设有滑动槽，所述稳焰器本体顶部开设有限位槽，两根所述移动连杆另一端分别与所述第一转轴和第二转轴连接，两根所述移动连杆的滑动槽均通过控制滑块与所述限位槽滑动连接。

8、优选地，所述控制滑块包括圆柱段及设置在所述圆柱段顶部的圆球体，所述圆柱段下端穿过两根所述移动连杆的滑动槽并与所述限位槽抵接。

9、优选地，所述限位槽位于稳焰器本体的中心位置。

10、优选地，所述稳焰器本体两侧均开设有转轴槽，所述转轴槽上下两端均设置有轴套，所述第一转轴和第二转轴分别设置在两个所述转轴槽内，两端分别转动设置在对应转轴槽的上下两个轴套内。

11、优选地，所述移动连杆开设有限位孔，所述第一转轴和第二转轴上端分别设置有第一限位套和第二限位套，两根所述移动连杆的六边形孔分别插在所述第一限位套和第二限位套上。

12、优选地，所述稳焰器本体前端内部沿高度方向开设有贯穿上下面的燃料主通道，侧面沿高度方向均匀开设有多个与所述燃料主通道连通的燃料喷注孔，所述燃料喷注孔通过燃料次级通道与燃料主通道连通。

13、优选地，所述稳焰器本体前端的横截面为三角形结构，所述稳焰器本体前端两侧均开设有多个所述燃料喷注孔。

14、本发明还提供一种发动机，包括燃烧室，还包括设置在所述燃烧室内如上所述的稳焰器，所述稳焰器能够根据发动机来流条件变化而连续调节燃烧室阻塞比。

15、本发明提供的稳焰器具有以下有益效果：

16、本发明通过在稳焰器本体后端沿高度方向间隔开设有多个水平的第一通道和第二通道，并设置与第一通道和第二通道配合且转动连接的的第一调节板和第二调节板，通过驱动组件带动第一调节板和第二调节板反向转动，根据转动的角度不同来调节两个调节板的阻塞比大小，使得该稳焰器能够既能保证低速段大阻塞比的需求，又能兼顾高速段小阻塞比的需求，同时适应宽速度范围的燃烧组织。通过将两个调节板设计为扇形，两个调节板从通道内部转出时侧边相对来流方向呈倾斜状，可以诱导气流产生更多的旋涡，增强燃料与空气的掺混，提高燃烧效率。

17、本发明可在低速段变为大阻塞比支板，形成大回流区稳焰，提高燃烧效率，在高速段变为小阻塞比支板，降低阻塞比，提高总压恢复系数，提高发动机性能。

技术特征：

1.一种稳焰器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的稳焰器，其特征在于，所述驱动组件包括第一转轴(21)、第二转轴(31)和两根移动连杆(5)，多个所述第一调节板(2)的圆心处均与所述第一转轴(21)连接，多个所述第二调节板(3)的圆心处均与所述第二转轴(31)连接，所述移动连杆(5)一端沿长度方向开设有滑动槽(52)，所述稳焰器本体(1)顶部开设有限位槽(15)，两根所述移动连杆(5)另一端分别与所述第一转轴(21)和第二转轴(31)连接，两根所述移动连杆(5)的滑动槽(52)均通过控制滑块(4)与所述限位槽(15)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的稳焰器，其特征在于，所述控制滑块(4)包括圆柱段(42)及设置在所述圆柱段(42)顶部的圆球体(41)，所述圆柱段(42)下端穿过两根所述移动连杆的滑动槽(52)并与所述限位槽(15)抵接。

4.根据权利要求2所述的稳焰器，其特征在于，所述限位槽(15)位于稳焰器本体(1)的中心位置。

5.根据权利要求2所述的稳焰器，其特征在于，所述稳焰器本体(1)两侧均开设有转轴槽(11)，所述转轴槽(11)上下两端均设置有轴套(14)，所述第一转轴(21)和第二转轴(31)分别设置在两个所述转轴槽(11)内，两端分别转动设置在对应转轴槽(11)的上下两个轴套(14)内。

6.根据权利要求5所述的稳焰器，其特征在于，所述移动连杆(5)开设有限位孔(51)，所述第一转轴(21)和第二转轴(31)上端分别设置有第一限位套(22)和第二限位套(32)，两根所述移动连杆(5)的六边形孔(51)分别插在所述第一限位套(22)和第二限位套(32)上。

7.根据权利要求1所述的稳焰器，其特征在于，所述稳焰器本体(1)前端内部沿高度方向开设有贯穿上下面的燃料主通道(13)，侧面沿高度方向均匀开设有多个与所述燃料主通道(13)连通的燃料喷注孔(12)，所述燃料喷注孔(12)通过燃料次级通道(110)与燃料主通道(13)连通。

8.根据权利要求7所述的稳焰器，其特征在于，所述稳焰器本体(1)前端的横截面为三角形结构，所述稳焰器本体(1)前端两侧均开设有多个所述燃料喷注孔(12)。

9.一种发动机，包括燃烧室，其特征在于，还包括设置在所述燃烧室内如权利要求1至8任一项所述的稳焰器，所述稳焰器能够根据发动机来流条件变化而连续调节燃烧室阻塞比。

技术总结本发明提供了一种稳焰器及发动机，该稳焰器包括：稳焰器本体，稳焰器本体前端具有燃料喷注结构，后端沿高度方向间隔开设有多个水平的第一通道和第二通道；多个第一调节板和第二调节板，第一调节板和第二调节板均为扇形结构，且分别与第一通道和第二通道匹配，第一调节板和第二调节板的圆心处分别与稳焰器本体的两侧转动连接；驱动组件，带动第一调节板和第二调节板反向转动，第一调节板和第二调节板相向转动到设定角度时，第一通道和第二通道能够分别容纳在第一通道和第二通道。根据转动的角度不同来调节两个调节板的阻塞比大小，使得该稳焰器能够既能保证低速段大阻塞比的需求，又能兼顾高速段小阻塞比的需求，调节支板具有交错设置可以诱导气流产生更多的旋涡，增强燃料与空气的掺混，提高燃烧效率。技术研发人员：张铎,张凯,玉选斐,秦飞,魏祥庚,景婷婷,何国强受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/9