CN119508091A 一种氨氢动力宽速域超燃冲压发动机及其燃烧方法 （中国人民解放军国防科技大学）

一种氨氢动力宽速域超燃冲压发动机及其及到一种氨氢动力宽速域超燃冲压发动机及其燃料喷注段上游微射流喷注孔和凹腔内微射流2所述燃烧室上设置有至少一个凹腔，所述凹腔的燃料喷注段设置有燃在燃烧室和凹腔为矩形截面时，所述燃料喷注段上游微射流喷在燃烧室和凹腔为圆形截面时，所述燃料喷注段上游微射流喷位于一级凹腔处的燃料喷注段上游喷注孔为一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1；位于二级凹腔处的燃料喷注段上游喷注孔为二级凹腔燃位于一级凹腔处的燃料喷注段上游微射流喷注孔为一级凹腔燃料喷注段上游微射流位于一级凹腔内的凹腔内微射流喷注孔为一级凹腔内微射段上游微射流喷注孔M_Jet1到一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1距离lMJ1与一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔距一级凹腔前缘流向距离lFJ1之比应满足0.5≤lMJ1/lFJ1≤一级凹腔内微射流喷注孔M_Jet2距一级凹腔前缘距离lMJ2应满足(l22_d25)/2≤lMJ23二级凹腔燃料喷注段上游微射流喷注孔M_Jet3到二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet2距离lMJ3与二级凹腔燃料喷注段喷注孔距二级凹腔前缘流向距离lFJ2之比满足0.5≤二级凹腔内微射流喷注孔M_Jet4距二级凹腔前缘距离lMJ4满足(l24_d26)/2≤lMJ2≤喷注段上游喷注孔F_Jet1处横向流道高度dJ1根据巡航态Ma=6~1二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet2处横向流道高度dJ2主要根据巡航态Ma=4~6的喷注段上游微射流喷注孔和凹腔内微射流喷注孔喷注氢气对燃烧S12，压力传感器检测到二级凹腔内微射流喷注孔M_Jet4喷前压力平稳时，记为t0时流喷注孔喷注时喷前压力均保持一致，氢气微射流与氨气主燃料全局当量比之比满足1/745使得现阶段宽范围超燃冲压发动机通常使用的吸热型碳氢燃料开始解离吸热而无法有效[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种氨氢动力宽速域超燃冲压发动机及其燃烧所述氢气存储装置通过管路连接所述燃料喷注段上游微射流喷注孔和凹腔内微6段上游微射流喷注孔和凹腔内微射流喷注孔喷注氢气对燃烧进位于一级凹腔处的燃料喷注段上游喷注孔为一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1；位于二级凹腔处的燃料喷注段上游喷注孔为二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_位于一级凹腔处的燃料喷注段上游微射流喷注孔为一级凹腔燃料喷注段上游微段上游喷注孔F_Jet1距离lMJ1与一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔距一级凹腔前缘流向距一级凹腔内微射流喷注孔M_Jet2距一级凹腔前缘距离lMJ2应满足(l22_d25)/2≤二级凹腔燃料喷注段上游微射流喷注孔M_Jet3到二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet2距离lMJ3与二级凹腔燃料喷注段喷注孔距二级凹腔前缘流向距离lFJ2之比满足二级凹腔内微射流喷注孔M_Jet4距二级凹腔前缘距离lMJ4满足(l24_d26)/2≤7[0016]更进一步地，所述一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1处横向流道高度dJ1根二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet2处横向流道高度dJ2主要根据巡航态Ma=4S31，裂解的氢气与氮气通过一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1进入燃烧室超燃冲压发动机技术方案的基础上，通过引入液氨及氢气作为燃料实现宽范围燃烧组织，8[0019]相比于采用吸热型碳氢燃料超燃冲压发动机，本发明引入液氨作为发动机燃附图2为本发明氨氢动力宽速域超燃冲压发动机附图3为本发明氨氢动力宽速域超燃冲压发动机附图5为本发明氨氢动力宽速域超燃冲压发动机时模拟飞行Ma6条件下燃烧室内l0——超燃冲压发动机燃烧室长度、l1——隔离段长度、l2——凹腔段长度、一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1流向距离、lMJ2——一级凹腔内微射流喷注孔M_9二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet2流向距离、lMJ4——二级凹腔内微射流喷注孔M_在进入到燃料喷注段上游喷注孔之间，首先通过冷却结构6，一方面对燃烧室壁面进行吸所述氢气存储装置5通过管路连接所述燃料喷注段上游微射流喷注孔和凹腔内微望为未来民用高超声速飞机或者空天飞机提供现实[0032]相比于采用吸热型碳氢燃料超燃冲压发动机，本发明引入液氨作为发动机燃段上游微射流喷注孔和凹腔内微射流喷注孔喷注氢气对燃烧进位于一级凹腔处的燃料喷注段上游喷注孔为一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1；位于二级凹腔处的燃料喷注段上游喷注孔为二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_位于一级凹腔处的燃料喷注段上游微射流喷注孔为一级凹腔燃料喷注段上游微游喷注孔F_Jet1距离lMJ1与一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔距一级凹腔前缘流向距离一级凹腔内微射流喷注孔M_Jet2距一级凹腔前缘距离lMJ2应满足(l22_d25)/2≤lMJ2≤l22_d25。该尺寸约束为实际试验过程中得到的优化结果，能够实现理想的调控效二级凹腔燃料喷注段上游微射流喷注孔M_Jet3到二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet2距离lMJ3与二级凹腔燃料喷注段喷注孔距二级凹腔前缘流向距离lFJ2之比满足二级凹腔内微射流喷注孔M_Jet4距二级凹腔前缘距离lMJ4满足(l24_d26)/2≤[0044]优选地，所述一级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet1处横向流道高度dJ1根据巡二级凹腔燃料喷注段上游喷注孔F_Jet2处横向流道高度dJ2主要根据巡航态Ma=4料喷注段各喷注孔距一级凹腔前缘流向距离lFJ1和二级凹腔燃料喷注段各喷注孔距二级在发动机低速巡航阶段（Ma4_Ma6液氨经冷却结构6吸热裂解为含氢混合物，发动机高速巡航阶段（Ma6_Ma10液氨经冷却结构6能够充分吸热裂解为氢气S31，裂解的氢气与氮气通