探入式旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于旋轉(zhuǎn)爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種探入式旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的方有用火花塞、燃燒絲、電雷管、在通道或側(cè)壁安裝爆炸塊等方法。點(diǎn)火源引起波的形成，并快速過渡成激波或爆震波，這類方法成功率較低。例如Kindracki等人發(fā)現(xiàn)，用火花塞對(duì)環(huán)形燃燒室內(nèi)的甲烷和空氣混合物點(diǎn)火僅有40%的成功率。主要是因?yàn)樵邳c(diǎn)火處產(chǎn)生了朝兩個(gè)方向傳播的爆震波，兩爆震波相交后，由于爆震波前面均為剛?cè)紵Y(jié)束的燃燒產(chǎn)物，無法支持爆震波的繼續(xù)傳播，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)爆震波傳播失敗。Voitsekhovskii等人采用火花放電點(diǎn)燃可爆反應(yīng)物，探討了采用專門隔膜裝置來防止爆震波從點(diǎn)火處向多個(gè)方向傳播。Nicholls和Cullen在實(shí)驗(yàn)中采用了這種隔膜裝置，可爆反應(yīng)物點(diǎn)火后，爆震波只在一個(gè)方向上成功起始，而另一方向只產(chǎn)生一道弱激波。但實(shí)驗(yàn)中由于不充分的質(zhì)量流率和混合導(dǎo)致爆震波沒能穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。雖然隔膜的使用可以防止爆震波在兩個(gè)方向上傳播，起始的成功率也大大提高，卻限制了旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的再啟動(dòng)，因此并未從根本上解決旋轉(zhuǎn)爆震波的起始與形成問題。
[0003]Thomas等人和Canteins等人在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝一個(gè)預(yù)爆震管，向環(huán)形燃燒室內(nèi)射入爆震波，在預(yù)爆震管內(nèi)放置DDT增強(qiáng)裝置用來完成DDT過程。如果DDT過程在預(yù)爆震管中完成，當(dāng)預(yù)爆震管中的爆震波傳入環(huán)形燃燒室時(shí)，會(huì)在環(huán)形燃燒室的一個(gè)方向上形成爆震波，在另一個(gè)方向上形成弱激波。預(yù)爆震管的末端安裝了閥裝置，使其通過再填充以重新啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)。但國(guó)防科技大學(xué)的劉世杰等人發(fā)現(xiàn)，從點(diǎn)火到旋轉(zhuǎn)爆震波的建立存在時(shí)間間隔，指出該時(shí)間間隔主要由預(yù)爆震管的排氣過程引起，須對(duì)預(yù)爆震管起始方式開展進(jìn)一步的研宄，以縮短旋轉(zhuǎn)爆震波的建立時(shí)間。
[0004]通過旋轉(zhuǎn)噴射燃料和定時(shí)點(diǎn)火也能產(chǎn)生在一個(gè)方向傳播的旋轉(zhuǎn)爆震波。燃料旋轉(zhuǎn)噴入旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，并在反應(yīng)物填滿整個(gè)環(huán)形燃燒室前用火花塞點(diǎn)火。這種啟動(dòng)方式由于受當(dāng)?shù)赝牧骱头磻?yīng)物混合的影響，可能導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)性能不穩(wěn)定。劉世杰等人利用數(shù)值方法分析了旋轉(zhuǎn)爆震波的起始過程，結(jié)果表明旋轉(zhuǎn)爆震波的起始存在最小臨界直徑，起始過程中，可爆反應(yīng)物能否快速進(jìn)入流場(chǎng)，并在爆震波前形成預(yù)混區(qū)是爆震波能否持續(xù)旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。
[0005]從公開發(fā)表的文獻(xiàn)看，盡管已提出了多種啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)爆震波的方法，并取得了一定的成功，但由于對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震波的起始條件和形成機(jī)理尚不清楚，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)爆震波起始的成功率和重復(fù)率不高，單向起爆的問題并沒得到解決。因此，研發(fā)一種成功率高、可重復(fù)點(diǎn)火并可以單向起爆的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠單向起爆旋轉(zhuǎn)爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)且不影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作期間燃燒室內(nèi)爆震波的旋轉(zhuǎn)傳播情況，同時(shí)能夠解決旋轉(zhuǎn)爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)問題的探入式旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置。
[0007]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為:
[0008]—種探入式旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置，包括被配置用于固定在旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)外壁的安裝座，穿過安裝座并與安裝座滑動(dòng)配合的預(yù)爆震管，被配置用于連接預(yù)爆震管和點(diǎn)火管的爆震管轉(zhuǎn)接裝置，設(shè)置在安裝座的端部在預(yù)爆震管的滑動(dòng)方向上對(duì)其限位的安裝座端蓋，在預(yù)爆震管上對(duì)預(yù)爆震管在其滑動(dòng)方向上施加彈力的彈性元件；
[0009]其中，旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形燃燒室上開有供預(yù)爆震管伸入的開口，預(yù)爆震管的側(cè)壁上開有與環(huán)形燃燒室導(dǎo)通的開口。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):
[0011](I)本實(shí)用新型采用探入式預(yù)爆震管，點(diǎn)火時(shí)探入主燃燒室里，點(diǎn)完火后縮回到初始位置，不影響主燃燒室內(nèi)燃燒情況；
[0012](2)本實(shí)用新型可通過調(diào)整預(yù)爆管的角度來調(diào)節(jié)起始爆震波的方向；
[0013](3)本實(shí)用新型所有動(dòng)作都可以重復(fù)，克服了長(zhǎng)期存在旋轉(zhuǎn)爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆中存在發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)問題；
[0014](4)本實(shí)用新型的所有部件都是純機(jī)械部件，設(shè)計(jì)合理，在動(dòng)作時(shí)具有極高可靠性，從而保證了單向起爆時(shí)機(jī)械上的可靠性。
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型探入式的旋轉(zhuǎn)爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置封閉時(shí)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型探入式的旋轉(zhuǎn)爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置封閉端探出時(shí)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型探入式的旋轉(zhuǎn)爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置安裝在環(huán)形主燃燒室的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合圖1、圖2和圖3:
[0020]一種探入式旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)單向起爆裝置，
[0021]包括被配置用于固定在旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)外壁的安裝座1，
[0022]穿過安裝座I并與安裝座滑動(dòng)配合的預(yù)爆震管3，
[0023]被配置用于連接預(yù)爆震管3和點(diǎn)火管的爆震管轉(zhuǎn)接裝置4，
[0024]設(shè)置在安裝座I的端部在預(yù)爆震管3的滑動(dòng)方向上對(duì)其限位的安裝座端蓋2，
[0025]在預(yù)爆震管3上對(duì)預(yù)爆震管3在其滑動(dòng)方向上施加彈力的彈性元件5 ;
[0026]其中，旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形燃燒室上開有供預(yù)爆震管3伸入的開口，預(yù)爆震管3的側(cè)壁上開有與環(huán)形燃燒室導(dǎo)通的開口。
[0027]爆震管轉(zhuǎn)接裝置4通過兩端的螺紋分別與預(yù)爆震管3和點(diǎn)火管連接，安裝座端蓋2與安裝座I通過螺紋連接。
[0028]彈性元件5被安裝座I內(nèi)的臺(tái)階面和預(yù)爆震管3周向的環(huán)形凸臺(tái)限位。
[0029]安裝座I伸入旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)外壁，通過螺紋與旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)外壁連接。
[0030]彈性元件5是彈簧。
[0031]工作原理:
[0032]1、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，預(yù)爆震管3的點(diǎn)火端與安裝座I平齊，內(nèi)部通過彈性元件5頂緊，防止不需要點(diǎn)火時(shí)點(diǎn)火端意外探出到環(huán)形主燃燒室里，對(duì)可能正在工作的環(huán)形燃燒室中的燃燒情況造成不利影響。點(diǎn)火前，通過轉(zhuǎn)接裝置4連接的點(diǎn)火管中充入氫氧的混合物，靜置以便混合充分。
[0033]2、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作時(shí)，由點(diǎn)火管點(diǎn)火，并逐漸加速形成爆震波，火焰通過轉(zhuǎn)接裝置4傳入到單向起爆裝置中，由于爆震波壓力非常高，所以當(dāng)爆震波傳到預(yù)爆震管3的封閉端時(shí)，將壓縮彈性元件5向環(huán)形燃燒室方向運(yùn)動(dòng)，預(yù)爆震管3在管里爆震波的壓力推動(dòng)下，探入到環(huán)形主燃燒室里，此時(shí)爆震波從預(yù)爆震管3的側(cè)壁上開有與環(huán)形燃燒室導(dǎo)通的開口傳入到環(huán)形主燃燒室，在環(huán)形燃燒室里形成一個(gè)單一方向傳播的起始爆震波，相對(duì)方向上被預(yù)爆震管3擋上，所以爆震波不能沿相對(duì)方向傳播，或者有少許強(qiáng)度較弱的爆震波繞過爆震管沿相對(duì)方向不斷地衰減。因此，此裝置在環(huán)形燃燒室里成功地實(shí)現(xiàn)了單向起爆的效果。同時(shí)還可通過旋動(dòng)爆震管來改變預(yù)爆震管3上開口的朝向，來實(shí)現(xiàn)其他方向的單向起爆。
[0034]3、當(dāng)單向起爆成功后，為了防止預(yù)爆震管3仍然停留在環(huán)形燃燒室里，對(duì)環(huán)形燃燒室里的旋轉(zhuǎn)爆震波的傳播情況造成不利影響。在預(yù)爆震管3中爆震波傳入環(huán)形燃燒室之后，由于爆震波排出，預(yù)爆震管3里的壓力快速下降，施加在彈性元件5上的壓力很快消失。此時(shí)，彈性元件5將推著預(yù)爆震管3向相反方向運(yùn)動(dòng)，爆震管點(diǎn)火端縮回到起始位置。同時(shí)，啟動(dòng)后預(yù)爆震管3中壓力很低，而環(huán)形燃燒室里由于爆震波的旋轉(zhuǎn)，壓力非常高，因此預(yù)爆震管3被壓回到起始位置并可靠固定。至此，單向起爆裝置完成所有動(dòng)作，回到初始狀態(tài)，等待下