一种旁路引气低能点火回传式起爆装置
阅读说明：本技术 一种旁路引气低能点火回传式起爆装置 (Bypass air-entraining low-energy ignition return type detonating device ) 是由 宋飞龙 吴云 金迪 郭善广 杨诏 胥世达 杨兴魁 陈鑫 于 2021-06-26 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种旁路引气低能点火回传式起爆装置,其应用于旋转爆震发动机的技术领域,其包括支路管、点火单元和控制单元,环形燃烧室上设有用于与所述支路管连通的开口,所述支路管一端与环形燃烧室连通,所述支路管侧壁贴合设置于环形燃烧室外壁上,所述点火单元和所述控制单元均安装于所述支路管上,所述控制单元位于所述点火单元远离所述开口的一侧,用于控制所述支路管的开合。本申请具有结构精简,占用空间少,能够有效减小旋转爆震发动机体积,节约了制造成本,同时达到了克服旋转爆震发动机再启动问题的效果。(The utility model relates to a bypass bleed low energy ignition passback formula priming device, its technical field who is applied to rotatory detonation engine, it includes by-pass pipe, ignition unit and the control unit, be equipped with on the annular combustion chamber be used for with the opening of by-pass pipe intercommunication, by-pass pipe one end and annular combustion chamber intercommunication, the laminating of by-pass pipe lateral wall sets up on the outer wall of annular combustion chamber, the ignition unit with the control unit all install in on the by-pass pipe, the control unit is located the ignition unit is kept away from open-ended one side is used for control by-pass pipe opens and shuts. The rotary detonation engine has the advantages of being simple in structure, small in occupied space, capable of effectively reducing the volume of the rotary detonation engine, saving manufacturing cost and achieving the effect of overcoming the restarting problem of the rotary detonation engine.)
技术领域
本申请涉及旋转爆震发动机的技术领域，尤其是涉及一种旁路引气低能点火回传式起爆装置。
背景技术
随着航空航天事业飞速发展，需要一种比传统涡轮发动机更加效率高、速度快、推重比高、可靠性高的推进系统，由此研究人员提出了旋转爆震发动机。旋转爆震发动机通过单次点火引燃环形燃烧室内的预混气体并形成爆震波，燃料从封闭端连续高速射入环形燃烧室内，可实现爆震波沿周向连续旋转，燃烧产物经由轴向膨胀从另一开口端喷出，进而产生推力。
相关技术中，对于旋转爆震发动机的起爆装置，一般使用以下三种方式：预爆管点火器、热射流点火器和炸药柱点火器。
预爆管点火器,通过设置一个与发动机燃烧室相通的预爆管，通过向预爆管内喷入燃料，并点火预爆管内的燃料，预爆管内燃料瞬间燃烧产生爆燃，并在预爆管内发展成爆震波，爆震波传入环形燃烧室，达到起爆环形燃烧室内燃料的作用；由于需要产生爆震波，因此预爆管内需要具有一定长度的通道。
热射流点火器，通过设置一个与发动机燃烧室相通的预燃室，向预燃室内喷入燃料将其点燃，产生的火焰束快速喷入环形燃烧室，达到引燃环形燃烧室内燃料的作用。
炸药柱点火器，设置炸药柱，通过引爆炸药柱从而起爆环形燃烧室内燃料。
针对上述中的相关技术，预爆管点火器和热射流点火器均需要在旋转爆震发动机侧壁设置新的结构，同时还需要为预爆管和预燃室配套设置独立的供应油和气的线路，尤其是预爆管点火器需要设置一定长度的预爆管，而炸药柱点火器只能点火一次，航天器在空中无法二次点火且点火成本高，发明人认为存在有旋转爆震发动机起爆装置结构复杂、占据空间大、制作成本高的缺陷。
发明内容
为了改善结构复杂、占据空间大、制作成本高的问题，本申请提供一种旁路引气低能点火回传式起爆装置。
本申请提供的一种旁路引气低能点火回传式起爆装置采用如下的技术方案：
一种旁路引气低能点火回传式起爆装置，包括支路管、点火单元和控制单元，环形燃烧室上设有用于与所述支路管连通的开口，所述支路管一端与环形燃烧室连通，所述支路管侧壁贴合设置于环形燃烧室外壁上，所述点火单元和所述控制单元均安装于所述支路管上，所述控制单元位于所述点火单元远离所述开口的一侧，用于控制所述支路管的开合。
通过采用上述技术方案，支路管与环形燃烧室相连通，启动旋转爆震发动机后，喷入环形燃烧室的燃料会进入支路管中，通过控制单元关闭支路管，启动点火单元将支路管内燃料点燃，支路管内燃料瞬间燃烧产生爆燃，并在支路管内发展成爆震波，爆震波传入环形燃烧室起爆环形燃烧室内燃料，待旋转爆震发动机关闭后，通过控制单元打开支路管将废气排出，由于上述动作可以重复，克服了旋转爆震发动机再启动的问题，由于支路管贴合设置于环形燃烧室外壁上，且与环形燃烧室共用一路燃料，因此结构精简，占用空间少，能够有效减小旋转爆震发动机体积，同时节约了制造成本。
优选的，所述支路管沿环形燃烧室外壁的周向方向上绕设。
通过采用上述技术方案，支路管沿环形燃烧室外壁的周向方向上绕设，节约旋转爆震发动机体积的同时，又能满足支路管需要的长度。
优选的，所述支路管沿环形燃烧室外壁蜿蜒设置。
通过采用上述技术方案，遇到环形燃烧室外壁一部分与其他部件相连接的情况时，支路管沿环形燃烧室外壁蜿蜒设置，节约旋转爆震发动机体积的同时，又能满足支路管需要的长度。
优选的，所述控制单元包括电磁阀，所述电磁阀安装于所述支路管上。
通过采用上述技术方案，设置电磁阀，方便控制支路管的开合。
优选的，所述控制单元还包括时序控制器，所述时序控制器(32)与电磁阀相连接。
通过采用上述技术方案，使得启动旋转爆震发动机后，通过时序控制器设置电磁阀延时一定时间关闭，能够保证环形燃烧室内的燃料进入支路管，挤出支路管内废气或空气，使得燃料充满支路管，提高点火单元点火成功的几率。
优选的，所述点火单元为火花塞。
通过采用上述技术方案，点火效果稳定，结构小，价格低，安装方便。
优选的，所述支路管上设置有扭簧和阀门，所述阀门开设有若干通孔，所述阀门安装于所述开口处与环形燃烧室铰接，且所述阀门的铰接轴沿环形燃烧室的轴向设置，所述扭簧套设于所述铰接轴上。
通过采用上述技术方案，阀门上开设有若干通孔，不影响燃料进入支路管，支路管点火后，产生爆震波将阀门推开且传入环形燃烧室中，使得大部分爆震波沿环形燃烧室一侧传递，在一定程度上实现了单向起爆，点完火后由于扭簧的作用阀门缩回到初始位置。
优选的，所述开口处侧壁上开设有容纳槽，所述阀门置于所述容纳槽中。
通过采用上述技术方案，阀门设置于容纳槽中，没有突出到环形燃烧室内的部分，不影响环形燃烧室内的燃烧情况。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.由于支路管贴合设置于环形燃烧室外壁上，且与环形燃烧室共用一路燃料，因此结构精简，占用空间少，能够有效减小旋转爆震发动机体积，同时节约了制造成本；
2.支路管与环形燃烧室相连通，喷入环形燃烧室的燃料会进入支路管中，通过点火单元和控制单元即可对支路管内燃料点火，克服了旋转爆震发动机再启动的问题；
3.设置时序控制器，通过时序控制器设置电磁阀延时一定时间关闭，使得启动旋转爆震发动机后，能够保证环形燃烧室内的燃料进入支路管，挤出支路管内废气或空气，使得燃料充满支路管，提高点火单元点火成功的几率；
4.设置阀门且阀门上开设有若干通孔，不影响燃料进入支路管，支路管点火后，产生爆震波将阀门推开且传入环形燃烧室中，使得大部分爆震波沿环形燃烧室一侧传递，在一定程度上实现了单向起爆，点完火后由于扭簧的作用阀门缩回到初始位置。
附图说明
图1是本申请实施例1的一种旁路引气低能点火回传式起爆装置的整体示意图。
图2是本申请实施例1的阀门拆分结构示意图。
图3是图2的A部分放大示意图。
图4是本申请实施例2的一种旁路引气低能点火回传式起爆装置的整体示意图。
图5是本申请实施例3的一种旁路引气低能点火回传式起爆装置的整体示意图。
附图标记说明：1、支路管；11、阀门；111、通孔；112、铰接轴；12、扭簧；2、点火单元；3、控制单元；31、电磁阀；32、时序控制器；4、环形燃烧室；41、开口；42、容纳槽。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例公开一种旁路引气低能点火回传式起爆装置。参照图1、图2和图3，一种旁路引气低能点火回传式起爆装置，包括支路管1、点火单元2和控制单元3，环形燃烧室4上开设有与支路管1连通的开口41，且开口41位于环形燃烧室4背离排废气的一端，支路管1一端焊接于开口41处且与环形燃烧室4的连通，点火单元2和控制单元3均安装于支路管1上，控制单元3位于点火单元2远离开口41的一侧，用于控制支路管1的开合。
参照图1，本实施例1支路管1的端口形状设置为半圆形，也可设置为矩形、圆形、菱形等。支路管1沿环形燃烧室4外壁的周向方向绕设，且支路管1侧壁贴合焊接于环形燃烧室4外壁上。
参照图1和图2，点火单元2为火花塞，点火单元2安装于靠近支路管1背离开口41一端处；控制单元3包括电磁阀31和时序控制器32，电磁阀31安装于支路管1上且位于点火单元2远离开口41的一侧，电磁阀31能够闭合和打开支路管1，时序控制器32安装于电磁阀31上且与电磁阀31相连接，时序控制器32控制电磁阀31延后关闭，当启动旋转爆震发动机后，供料装置向环形燃烧室4内喷入燃料，时序控制器32可使得电磁阀31不会立刻关闭，能够保证环形燃烧室4内的燃料进入支路管1，并将支路管1内废气或空气挤出，使得燃料充满支路管1，再关闭电磁阀31，进行点火。
参照图2和图3，支路管1上设置有扭簧12和阀门11，阀门11上开设有若干通孔111，环形燃烧室4的开口41处内壁上开设有容纳槽42，阀门11置于容纳槽42中与环形燃烧室4铰接，阀门11的铰接轴112沿环形燃烧室4的轴向设置，扭簧12套设于铰接轴112上。
本申请实施例1的实施原理为：
1、当旋转爆震发动机不需要点火时：电磁阀31关闭，防止燃料由支路管1漏出，阀门11置于容纳槽42中与环形燃烧室4内壁平齐，扭簧12使得阀门11抵紧容纳槽42侧壁，防止阀门11意外探出到环形燃烧室4里，对可能正在工作的环形燃烧室4造成不利影响；
2、当旋转爆震发动机需要点火时：启动旋转爆震发动机后，电磁阀31打开，旋转爆震发动机的供料装置向环形燃烧室4内喷入燃料，时序控制器32控制电磁阀31延时关闭，环形燃烧室4内的燃料通过通孔111进入支路管1，并将支路管1内废气或空气完全挤出，使得燃料充满支路管1，然后电磁阀31关闭，点火单元2点火将支路管1内燃料点燃，支路管1内燃料瞬间燃烧产生爆燃，并在支路管1内发展为爆震波，阀门11在爆震波的推动下探出到环形燃烧室4里，爆震波传入环形燃烧室4，大部分的爆震波在环形燃烧室4里形成一个单一方向传播的起始爆震波，从而起爆环形燃烧室4内燃料。
实施例2
参照图4，本实施例2与实施例1的不同之处在于，支路管1沿环形燃烧室4外壁蜿蜒设置，且支路管1侧壁贴合焊接于环形燃烧室4外壁上，在遇到环形燃烧室4外壁一部分与其他部件相连接的情况时，支路管1沿环形燃烧室4外壁蜿蜒设置。
实施例2的实施原理与为实施例1的实施原理相同。
实施例3
参照图5，本实施例3与实施例1的不同之处在于，支路管1上没有设置有扭簧12和开设有若干通孔111的阀门11，支路管1与环形燃烧室4完全连通。
实施例3的实施原理与实施例1的实施原理不同之处在于：当旋转爆震发动机需要点火时：启动旋转爆震发动机后，电磁阀31打开，旋转爆震发动机的供料装置向环形燃烧室4内喷入燃料，时序控制器32控制电磁阀31延时关闭，环形燃烧室4内的燃料通过开口41进入支路管1，并将支路管1内废气或空气完全挤出，使得燃料充满支路管1，然后电磁阀31关闭，点火单元2点火将支路管1内燃料点燃，支路管1内燃料瞬间燃烧产生爆燃，并在支路管1内发展为爆震波，爆震波传入环形燃烧室4，从而起爆环形燃烧室4内燃料。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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