本發(fā)明屬于航天器推進(jìn)系統(tǒng)，具體地，涉及一種自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器。
背景技術(shù)：
1、高性能空間發(fā)動(dòng)機(jī)是未來國防裝備競爭力和國防能力的重要支撐，為實(shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國目標(biāo)急需性能指標(biāo)更為先進(jìn)的空間發(fā)動(dòng)機(jī)；采用定壓熱力循環(huán)的空間發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率已接近上限，需要從原理上轉(zhuǎn)變空間發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力循環(huán)，使其性能得到根本性提升而爆震燃燒可使空間發(fā)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)近似定容的熱力循環(huán)效率，進(jìn)而提升空間發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率。
2、綜合推力、比沖、在軌條件、工作溫度等情況，一般采用自燃推進(jìn)劑作為高性能空間發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與氧化劑；但在自燃推進(jìn)劑爆震燃燒中，由于緩燃干擾，容易提前著火而導(dǎo)致爆震熄爆，且目前工程上常用環(huán)形爆震室，邊界淬熄效應(yīng)導(dǎo)致爆震波的周向傳播不穩(wěn)定。
3、目前對于自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器的環(huán)形爆震室可以實(shí)現(xiàn)爆震的激發(fā)與維持，但由于緩燃干擾與爆震傳播的不穩(wěn)定性導(dǎo)致維持時(shí)間較短，需要一種新的空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)型，可以實(shí)現(xiàn)較長時(shí)間自燃推進(jìn)劑的爆震波穩(wěn)定傳播。
4、目前，相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)有：
5、一種組合式燃燒穩(wěn)定裝置（專利文獻(xiàn)cn110805506a）一種組合式燃燒穩(wěn)定裝置，包括噴注器基體、氧化劑頂蓋、聲腔環(huán)、隔板噴嘴和普通噴嘴；噴注器基體和氧化劑頂蓋焊接連接，噴注器基體上表面為v型階梯式結(jié)構(gòu)，噴注器基體和氧化劑頂蓋形成氧化劑頭腔。聲腔環(huán)焊接于噴注器基體下表面外緣，聲腔環(huán)和噴注器基體之間形成燃料頭腔。隔板噴嘴和噴注器基體v型階梯式結(jié)構(gòu)之間通過螺紋+釬焊的形式連接，且隔板噴嘴伸出噴注器基體下表面一定距離；在噴注器基體的v型階梯式結(jié)構(gòu)上，以v型階梯式結(jié)構(gòu)中心為圓心，安裝有多圈普通噴嘴。但是該專利文獻(xiàn)所述裝置無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的爆震燃燒，只能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定緩燃。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器。
2、根據(jù)本發(fā)明提供的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，包括：噴注面、噴注結(jié)構(gòu)；
3、所述噴注面1承載噴注結(jié)構(gòu)，包括：自內(nèi)向外依次環(huán)設(shè)的第一噴注圈11、第二噴注圈12、第三噴注圈13，為三圈半徑遞增環(huán)設(shè)的噴注圈；
4、所述第一噴注圈、第二噴注圈、第三噴注圈流強(qiáng)比為5:7:4。
5、優(yōu)選地，所述第一噴注圈位于半徑ra1=0.15r處，r為燃燒室半徑，推進(jìn)劑流強(qiáng)占比31.25%。
6、優(yōu)選地，所述第二噴注圈位于半徑ra2=0.5r處，推進(jìn)劑流強(qiáng)占比43.75%。
7、優(yōu)選地，所述第三噴注圈位于半徑ra3=0.85r處，推進(jìn)劑流強(qiáng)占比25%。
8、優(yōu)選地，所述噴注面上還設(shè)置有聲腔；
9、所述聲腔環(huán)設(shè)于噴注面1邊緣，聲腔深度滿足helmholtz共振要求。
10、優(yōu)選地，所述聲腔深度h與爆震波頻率fd滿足：
11、
12、其中，vc為聲腔孔內(nèi)燃?xì)饴曀佟?/p>
13、優(yōu)選地，所述聲腔的阻抗與第一噴注圈增益作用匹配，使爆震波強(qiáng)度波動(dòng)≤15%。
14、優(yōu)選地，所述噴注結(jié)構(gòu)的各噴注圈由互擊噴注孔對構(gòu)成，每圈6至96個(gè)噴注孔對；每個(gè)噴注孔對包括：氧化劑噴注孔與燃料噴注孔，所述氧化劑噴注孔與燃料噴注孔均為傾斜噴注對，二者中心軸線、垂線夾角分別為1、2=30°至60°。
15、優(yōu)選地，所述氧化劑噴注孔與燃料噴注孔孔中心軸線交點(diǎn)距離噴注面中心的半徑為rx，燃燒室半徑為r，根據(jù)需要設(shè)定。
16、優(yōu)選地，所述互擊噴注孔徑滿足：
17、
18、
19、其中do、df為氧化劑、燃料孔徑；qo、qf為氧化劑、燃料密度；no、nf為氧化劑、燃料噴注孔數(shù)量；vo、vf為氧化劑、燃料流速；o、f為氧化劑、燃料密度。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
21、1、本發(fā)明通過多圈噴注孔的協(xié)同配合以及與阻尼結(jié)構(gòu)的匹配，抗淬熄能力相比環(huán)形爆震燃燒室有了極大提升，實(shí)現(xiàn)了爆震波穩(wěn)定傳播，持續(xù)時(shí)間≥5s；
22、2、本發(fā)明自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器可實(shí)現(xiàn)在爆震模式下燃燒效率≥99.5%（常規(guī)噴注器≥95%），使空間發(fā)動(dòng)機(jī)相比現(xiàn)有燃燒效率得到提升。
1.一種自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，包括：噴注面（1）、噴注結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，所述聲腔（14）的阻抗與第一噴注圈（11）增益作用匹配，使爆震波強(qiáng)度波動(dòng)≤15%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，所述噴注結(jié)構(gòu)的各噴注圈由互擊噴注孔對構(gòu)成，每圈6至96個(gè)噴注孔對；每個(gè)噴注孔對包括：氧化劑噴注孔（121）與燃料噴注孔（122），所述氧化劑噴注孔（121）與燃料噴注孔（122）均為傾斜噴注對，二者中心軸線、垂線夾角分別為1、2=30°至60°。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，所述氧化劑噴注孔（121）與燃料噴注孔（122）孔中心軸線交點(diǎn)距離噴注面（1）中心的半徑為rx，燃燒室半徑為r，根據(jù)需要設(shè)定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自燃推進(jìn)劑空間爆震發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器，其特征在于，所述互擊噴注孔徑滿足：