logo好方法网

一种流量可控的进气道引气供粉装置与方法


技术摘要:
本发明公开了一种流量可控的进气道引气供粉装置,包括进气道和粉末储箱,粉末储箱内同轴套设有一活塞,活塞将粉末储箱的内腔分为位于活塞前方和后方的驱动腔和流化腔,流化腔内用于装填粉末颗粒;驱动腔的前端和流化腔的后端各通过一分管路与取气管相连通,取气管的进  全部
背景技术:
】 为进一步提高冲压发动机比冲,国内外专家学者提出一种以粉末颗粒,如铝粉、硼 粉等为燃料的新型冲压发动机,称为粉末冲压发动机。由于铝粉、硼粉等粉末颗粒能量密度 高、耗氧量大,发动机理论比冲性能优于常规液体和固体燃料冲压发动机。此外,粉末燃料 以气固两相流的形式从储箱输送至燃烧室,流量可控可调,满足武器导弹能量灵活管理要 求。然而,在粉末冲压发动机供粉装置方面,需要足够量的气体用来驱动供粉装置活塞和流 化粉末颗粒,因此需要能够长时间稳定供气的气源。同时,气源装置结构质量应尽可能小, 以减少发动机的整体质量。 目前,粉末冲压发动机粉末供给系统多以高压气瓶为气源,气瓶中储存有高压气 体。当发动机工作时,打开减压阀、减压溢流阀和通断阀。高压气体经过减压阀,其压强降低 到额定值后,通入粉末颗粒储箱,驱动和流化粉末颗粒,从而将粉末颗粒输送入燃烧室。高 压气瓶作为流化气和驱动气的气源,有如下缺点:一是高压气瓶压力一般可达数十兆帕,对 发动机总体的安全性影响较大。二是对容器的承载能力要求较高,考虑到安全系数等因素 后,即使使用质量较轻的钛合金材质,其结构质量也是不容忽视的。三是环境、过载和苛刻 的运输发射条件对高压气体的存储和供应系统可靠性要求非常高。四是即使在高压下存 储,也需要占据较大的空间,这对全弹性能必然有一定的影响。五是高压气体实现稳定恒压 定流供应对减压阀的要求极高,特别是在推力调节时阀体设计困难比较大。 【
技术实现要素:
】 本发明的目的是提供一种流量可控的进气道引气供粉装置与方法,利用粉末冲压 发动机的进气道代替高压气瓶作为供粉系统的气源,极大地减少了发动机的质量,降低了 发动机成本,提高了发动机的安全性。 本发明采用以下技术方案:一种流量可控的进气道引气供粉装置,包括进气道和 粉末储箱,粉末储箱内同轴套设有一活塞,活塞将粉末储箱的内腔分为位于活塞前方和后 方的驱动腔和流化腔,流化腔内用于装填粉末颗粒;驱动腔的前端和流化腔的后端各通过 一分管路与取气管相连通,取气管的进气端与进气道的前部相连通,以将进气道内的部分 超声速空气引入驱动腔的前端和流化腔的后端;驱动腔内的空气用于推动流化腔内的粉末 颗粒朝向后方移动;流化腔内的空气用于裹挟后端出口处的粉末颗粒流入燃烧室,与由进 气道内进入燃烧室的气体混合。 进一步地,在取气管上沿气体流向依次安装有截止阀、集气腔和减压阀,与流化腔 相连通的分管路上设置有减压溢流阀;通过控制减压阀控制驱动腔内的气体压强大于流化 腔内的压强,通过控制减压溢流阀改变气体压强,控制气体和粉末的质量比例。 3 CN 111594342 A 说 明 书 2/4 页 进一步地,该取气管连接于进气道的位置位于正激波和最后一道斜激波间。 进一步地,该进气道内的部分超声速空气分别进入驱动腔和流化腔,驱动腔内的 超声速空气驱动活塞带动粉末颗粒朝向后方移动;流化腔内的超声速空气裹挟腔体内后端 出口处的粉末颗粒流化,流入燃烧室。 本发明还公开了一种流量可控的进气道引气供粉装置的供粉方法,打开截止阀, 待集气腔内的压强稳定后,打开减压阀和减压溢流阀,进气道内的部分超声速空气由取气 管依次进入集气腔和减压阀,一路气体进入驱动腔,驱动粉末颗粒向后运动;另一路气体经 过减压溢流阀进入流化腔的后端,对后端的粉末颗粒流化,在空气的裹挟下进入燃烧室内。 本发明的有益效果是:1.不需要额外使用高压供气装置供气,安全性高,节省了空 间。2由于采用的超声速气流的压强低,所以对气体输送系统的要求降低。3.实现了在高声 速来流下通过进气道引气稳定供粉。 【附图说明】 图1为本发明一种流量可控的进气道引气供粉装置的结构示意图; 图2为本发明进气道激波和取气管选择位置示意图。 图3为地面超声速来流引气供粉实验测试曲线图; 其中:1.进气道,2.取气管,3.截止阀,4.集气腔,5.减压阀,6.减压溢流阀,7.粉末 储箱,8.驱动腔,9.活塞,10.粉末颗粒,11.流化腔,c.最后一道斜激波;d.正激波。 【
分享到:
收藏