燃料噴射

《機(jī)械工程名詞 第五分冊》第一版。 2100433B

在一定的壓力下，采用噴嘴將燃料以噴霧的形態(tài)供給發(fā)動機(jī)的過程。燃料可以噴入進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣口或直接噴入氣缸或燃燒室內(nèi)。

a.藉助于合理設(shè)計燃燒室段和變換燃料噴射位置，實現(xiàn)了雙模態(tài)燃燒。b.合理設(shè)計燃料噴射位置可以提高燃燒效率，降低總壓損失。吸氣式組合發(fā)動機(jī)進(jìn)行了二級入軌空天飛機(jī)使用的吸氣式組合發(fā)動機(jī)的概念研究。對渦噴和沖壓發(fā)動機(jī)組合的方案作了論證。渦噴或渦扇發(fā)動機(jī)將飛行器加速到馬赫數(shù)3.5，然后沖壓發(fā)動機(jī)接力達(dá)到馬赫數(shù)6.5以上，一、二級實行分離，使用火箭發(fā)動機(jī)實現(xiàn)軌道器入軌。原則上有兩種渦輪沖壓方案～串聯(lián)和并聯(lián)。在串聯(lián)方案中，空氣流一部分環(huán)繞壓氣機(jī)流動，進(jìn)入沖壓燃燒室。在高速飛行時，壓氣機(jī)停止工作，同時還要防護(hù)來自進(jìn)氣的高溫，設(shè)計防護(hù)渦噴發(fā)動機(jī)的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)將是一個關(guān)鍵技術(shù)問題。在并聯(lián)方案中，渦噴和沖壓發(fā)動機(jī)分別定位，這將易于隔離渦噴發(fā)動機(jī)。并聯(lián)方案也易于實現(xiàn)渦噴和沖壓發(fā)動機(jī)的流量匹配。并聯(lián)方案的安排有可能使迎風(fēng)面積有所增加。研究了下列渦噴沖壓組合的概念。a.帶有燃?xì)獍l(fā)生器的空氣渦輪沖壓發(fā)動機(jī)空氣渦輪沖壓發(fā)動機(jī)包括壓氣機(jī)、燃?xì)獍l(fā)生器、渦輪和沖壓發(fā)動機(jī)部分。飛行器將攜帶燃料和部分氧化劑。氧化劑的消耗使這種發(fā)動機(jī)的比沖比其他吸氣式組合略低。b.空氣渦輪沖壓發(fā)動機(jī)

頂燒式隧道窯與間歇式燃燒法相配合，則能收到更好的效果。由于頂部間歇燃燒法不能普及，所以采用電磁空氣閥將壓縮空氣作用在燃料噴射裝置上，使其間歇定量噴霧，并用開關(guān)把要求噴射的時間關(guān)系作用在電磁閥上。間歇式燃燒技術(shù)的另一個關(guān)鍵問題是防止燒嘴在終止燃燒時結(jié)焦阻塞。為此，燒嘴宜小型化，并用定量壓送泵送油。 2100433B

在發(fā)動機(jī)中，使用液氫作燃料，可以得到滿意的比沖。c.回?zé)崾綔u輪沖壓發(fā)動機(jī)在這種發(fā)動機(jī)中，以經(jīng)過換熱的氫作為能源，驅(qū)動渦輪，為風(fēng)扇提供動力。經(jīng)過渦輪的氫在燃燒室和沖壓燃燒室中燃燒。燃燒室中設(shè)有換熱器，用氫進(jìn)行換熱，因此這一方案的難點是高效輕質(zhì)換熱器的設(shè)計。在以上的方案中，傾向于第二種方案，空氣渦輪沖壓發(fā)動機(jī)有希望獲得高推重比和高比沖。動力方案對于空天飛機(jī)是至關(guān)重要的。在這一領(lǐng)域中，各種設(shè)計思想異常活躍，出現(xiàn)了各種組合發(fā)動機(jī)方案，例如以火箭發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)的組合發(fā)動機(jī)循環(huán)RBCC，就是值得注意研究的一種方案。預(yù)計空天飛機(jī)的動力裝置仍將需要經(jīng)過較長時期的概念研究，經(jīng)過深入的思考和研究，確定最佳的循環(huán)。結(jié)論在各種噴氣發(fā)動機(jī)中，沖壓發(fā)動機(jī)是僅有的可在高速條件下提供高比沖的發(fā)動機(jī)。在我國已成功地發(fā)展了液體燃料沖壓發(fā)動機(jī)、固體火箭沖壓發(fā)動機(jī)。在研究整體式液體燃料沖壓發(fā)動機(jī)方面取得重要進(jìn)展。今后的方向是改進(jìn)燃燒性能，發(fā)展高密度燃料和先進(jìn)的控制系統(tǒng)。高超音速組合發(fā)動機(jī)，如渦輪沖壓發(fā)動機(jī)、RBCC等有可能用于二級入軌或一級入軌的空天飛機(jī)上。為了尋找既有高比沖，又有高推重比的最佳循環(huán)，需要繼續(xù)進(jìn)行概念和可行性研究。超燃沖壓發(fā)動機(jī)在空天飛機(jī)上的應(yīng)用有良好的前景。使用超燃沖壓發(fā)動機(jī)的飛行器的出現(xiàn)將開辟推進(jìn)技術(shù)的新篇章。我國已開始進(jìn)行超音速燃燒研究，在這一領(lǐng)域?qū)⒆龀鑫覀兊呢暙I(xiàn)。2100433B