一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统

本发明属于金属燃料水冲压发动机，具体涉及一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统。

背景技术：

1、水冲压发动机是一种新型水反应高能量密度推进系统，具有高性能、结构简单、安全可靠等特点，是超高速水下推进剂系统的最佳选择，其利用水下推进剂外部的水作为氧化剂和工质，与发动机自身携带的金属燃料发生反应，为航行器提供动力。进水管路系统是水冲压发动机的重要部件，进水管道结构将直接决定进水流量与管路压力损失，从而影响推进剂燃烧效率。通常水冲压发动机采用二级进水结构以便实现分段燃烧。但由于该结构管道出水口在燃烧室位置固定，在燃烧过程中随着药柱燃面的退移，两者间距不断变化，其燃烧效率、火焰稳定性、热功转换效率等势必会受到影响。因此需要改进水冲压发动机的进水系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，实现了雾化水始终靠近药柱燃面的效果，提高了发动机的燃烧效率、火焰稳定性、热功转换效率等性能。

2、本发明通过如下技术方案实现。

3、一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，包括水冲压发动机壳体、进水管道、金属药、长尾管，所述进水管道的进水口位于水冲压发动机壳体外部前端，进水管道设有流量控制系统，所述进水管道的出水口位于水冲压发动机壳体内，所述进水管道的出水口设置为沿进水管道轴向布置的若干喷嘴，所述金属药包裹填充在进水管道外侧并覆盖喷嘴。

4、进一步，流量控制系统安装在进水管道的进水口处，以控制进水流量，并调节管道压强。

5、进一步，所述进水管道末端伸出金属药，并封闭，使得水流只能由喷嘴喷出。

6、进一步，还包括封闭材料，所述封闭材料填充在喷嘴的出水口处，以封闭出水口出水；因为金属药的导热能力有限，所以当燃面未达到喷嘴时金属药覆盖喷嘴内的封闭材料不会受到影响。

7、进一步，喷嘴按进水管道长度均匀排列，最末端的喷嘴位于金属药外部且不填充封闭材料。

8、进一步，所述封闭材料采用受热易分解的材料制成。

9、工作原理：

10、在发动机点火后，金属药燃烧产生燃面，随着金属药的不断燃烧，燃面会不断向后退移；所述进水管道在金属药包裹的部分含有多个喷嘴，并按进水管道长度均匀排列，最末端的喷水喷嘴位于药柱外部不填充封闭材料，并靠近药柱燃面，故当海水进入进水管道时末端喷嘴最先喷出雾化水，与高温燃气发生掺混反应；前端的喷嘴因填充封闭材料而被封闭出水口，并因为金属药的导热性能差，填充材料并不会受热分解产生漏水现象；随着燃烧的进行，燃面会不断向后退移，当靠近下一排喷嘴时，燃面的高温会破坏喷嘴中的封闭材料，使得前端喷嘴打开形成新的出水口；液态水由进水口进入进水管道，并因为压差从前端烧蚀材料破坏的喷嘴中雾化喷出，形成主出水口，实现雾化水始终靠近药柱燃面，改善其燃烧效率。

11、与现有技术相比，本发明的优点是：通过对于传统水冲压发动机供水方式的改进，实现了雾化水始终靠近药柱燃面的效果。解决了传统供水方式下出水口位置固定，随着燃面退移两者间距不断扩大，造成雾化水不能与高温燃气充分掺混的问题，提高了发动机的燃烧效率、火焰稳定性、热功转换效率等性能。

技术特征：

1.一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，其特征在于，包括水冲压发动机壳体(4)、进水管道(3)、金属药(5)、长尾管(8)，所述进水管道(3)的进水口(1)位于水冲压发动机壳体(4)外部前端，进水管道(3)设有流量控制系统(2)，所述进水管道(3)的出水口位于水冲压发动机壳体(4)内，所述进水管道(3)的出水口设置为沿进水管道(3)轴向布置的若干喷嘴(6)，所述金属药(5)包裹填充在进水管道(3)外侧并覆盖喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，其特征在于，流量控制系统(2)安装在进水管道(3)的进水口(1)处。

3.根据权利要求1所述的一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，其特征在于，所述进水管道(3)末端伸出金属药(5)，并封闭，使得水流只能由喷嘴喷出。

4.根据权利要求1所述的一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，其特征在于，还包括封闭材料(7)，所述封闭材料(7)填充在喷嘴(6)的出水口处。

5.根据权利要求1所述的一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，其特征在于，喷嘴(6)按进水管道长度均匀排列，最末端的喷嘴(6)位于金属药(5)外部且不填充封闭材料(7)。

6.根据权利要求1所述的一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，其特征在于，所述封闭材料(7)采用受热易分解的材料制成。

技术总结本发明涉及一种跟随燃面的水冲压发动机供水系统，包括水冲压发动机壳体、进水管道、金属药、长尾管，所述进水管道的进水口位于水冲压发动机壳体外部前端，进水管道设有流量控制系统，所述进水管道的出水口位于水冲压发动机壳体内，所述进水管道的出水口设置为沿进水管道轴向布置的若干喷嘴，所述金属药包裹填充在进水管道外侧并覆盖喷嘴。本发明实现了雾化水始终靠近药柱燃面的效果，提高了发动机的燃烧效率、火焰稳定性、热功转换效率等性能。技术研发人员：李怡庆,黄建颖,程立,涂子扬受保护的技术使用者：南昌航空大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18