自點(diǎn)火燃料的制作方法
【專利摘要】一種高超音速飛行器【技術(shù)領(lǐng)域】的自點(diǎn)火燃料，組分及重量百分比含量為：基礎(chǔ)航空煤油30-60%、三乙基鋁20-50%以及環(huán)丙基乙炔10-30%。本發(fā)明能夠在沒有輔助或其他強(qiáng)化點(diǎn)火時(shí)即可可靠點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒，可實(shí)現(xiàn)超燃沖壓發(fā)動機(jī)Ma=4.5時(shí)的穩(wěn)定自點(diǎn)火。
【專利說明】自點(diǎn)火燃料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種高超音速飛行器【技術(shù)領(lǐng)域】的燃料，具體是一種自點(diǎn)火燃料?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]超燃沖壓發(fā)動機(jī)具有構(gòu)造簡單、重量輕、體積小、推重比大、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但沖壓發(fā)動機(jī)沒有壓氣機(jī)，無法自啟動，需要借助助推飛行器。在接力馬赫數(shù)4附近啟動時(shí)，燃燒室內(nèi)來流速度高、總溫低。發(fā)動機(jī)燃燒室入口空氣來流速度達(dá)到1000m/S左右，燃料在燃燒室內(nèi)的滯留時(shí)間只有約1.5ms。此外，超聲速混合層的穩(wěn)定性較強(qiáng)，要在如此短的時(shí)間內(nèi)完成燃料的噴射、霧化、蒸發(fā)、摻混、點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒是極其困難的。同時(shí)，燃燒室內(nèi)充滿的稠密噴霧使最小點(diǎn)火能量急劇增加，這些都使得超燃沖壓發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火及穩(wěn)定燃燒變的極其困難。研究強(qiáng)化點(diǎn)火技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超燃沖壓發(fā)動機(jī)的可靠點(diǎn)火和啟動是實(shí)現(xiàn)高超音速飛行器成功飛行需要突破的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前主要采用強(qiáng)化點(diǎn)火方式，包括:熱射流輔助點(diǎn)火、氣動雍塞輔助點(diǎn)火、氫氣引導(dǎo)點(diǎn)火、等離子體點(diǎn)火等。這些方法可向燃燒室注入大量能量，提高燃燒室背壓，降低來流速度，以利于點(diǎn)火。但在實(shí)際條件下，這些方法一方面降低了發(fā)動機(jī)的可靠性，另一方面有可能使得背壓過大而導(dǎo)致進(jìn)氣道不啟動。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN101087866，
【公開日】2007_12_12，公開了一種通過烯烴原料的陽離子低聚制備聚烯烴基合成油的方法，包括:調(diào)理烯烴原料，在反應(yīng)器中制備和計(jì)量催化體系A(chǔ)l (O) - HCl - TBCh組分的溶液和懸浮液，在催化體系A(chǔ)l(O) 一 HCl — TBCh的作用下使α —烯烴異構(gòu)化并低聚高級烯烴或其混合物，分離廢催化劑，將低聚物分成各餾 分，以及在催化劑Pd (0.2% w)/Al203+Na0H的作用下氫化分離的餾分。該方法還包括用金屬鋁、三乙基鋁、KOH的醇溶液對存在于低聚物中的含氯低聚烯烴進(jìn)行脫氯或在KOH的存在或不存在下對含氯聚烯烴進(jìn)行熱脫氯化氫的步驟。為了通過提高100°C動粘度為2 - ScSt的聚烯烴目標(biāo)組分的產(chǎn)率來改進(jìn)方法的工藝一經(jīng)濟(jì)因子，該方法還包括將100°C動粘度為10 - 20cSt的難以消耗的高分子聚烯烴熱解聚成在100°C動粘度為2 - ScSt的目標(biāo)聚烯烴的步驟。該技術(shù)中涉及的三乙基鋁所起的作用主要是用于脫除低聚物中存在的一氯化低聚物，但其不能用于作為燃料。
[0005]中國專利文獻(xiàn)號CN2494934Y，
【公開日】2002_06_12，公開了一種多功能超音速火焰噴涂點(diǎn)火裝置，包括變壓器接點(diǎn)火器、點(diǎn)火器接點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火線圈接火花塞；點(diǎn)火裝置的參數(shù)為:變壓器功率50-70W，輸出電壓35-50V，火花塞采用斜孔安裝，傾斜角度為20° -40°，火花塞伸出燃燒室壁面的長度可以通過調(diào)整密封墊圈的厚度和旋轉(zhuǎn)火花塞來調(diào)節(jié)。該技術(shù)的缺陷和不足在于點(diǎn)火體積小，且需要在火花塞前安裝火焰穩(wěn)定裝置，從而在火花塞附件產(chǎn)生一定的低速區(qū)和回流區(qū)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種自點(diǎn)火燃料，能夠在沒有輔助或其他強(qiáng)化點(diǎn)火時(shí)即可可靠點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒，可實(shí)現(xiàn)超燃沖壓發(fā)動機(jī)Ma=4.5時(shí)的穩(wěn)定自點(diǎn)火。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明涉及一種自點(diǎn)火燃料，由基礎(chǔ)航空煤油、作為點(diǎn)火劑的三乙基鋁和作為點(diǎn)火促進(jìn)劑的環(huán)丙基乙炔組成。
[0009]所述的自點(diǎn)火燃料的組分及重量百分比含量為:基礎(chǔ)航空煤油30-60%、三乙基鋁20-50%以及環(huán)丙基乙炔10-30%。
[0010]所述的基礎(chǔ)航空煤油為:RP_3型號燃油。
[0011]本發(fā)明涉及上述自點(diǎn)火燃料的制備方法，包括如下步驟:
[0012]步驟一、在氮?dú)饷芊獾娜剂瞎拗屑尤肴一X，質(zhì)量百分比為總質(zhì)量的20-50%。
[0013] 步驟二、向上述添加了三乙基鋁的燃料罐中加入環(huán)丙基乙炔，質(zhì)量百分比為總質(zhì)量的 10-30%。
[0014]步驟三、向上述添加了三乙基鋁、環(huán)丙基乙炔的燃料罐中加入基礎(chǔ)航空煤油，質(zhì)量百分比為總質(zhì)量的30-60%，經(jīng)混合均勻即得低溫自點(diǎn)火燃料。
技術(shù)效果
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無需輔助其他強(qiáng)化點(diǎn)火方法即可可靠點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒，可實(shí)現(xiàn)超燃沖壓發(fā)動機(jī)Ma=4.5時(shí)的穩(wěn)定自點(diǎn)火。該自點(diǎn)火燃料對于簡化高超音速飛行器發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高其可靠性具有重要意義。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0017]本實(shí)施例按如下比例配置自點(diǎn)火燃料:
[0018]步驟一、在氮?dú)饷芊獾娜剂瞎拗屑尤肴一X，質(zhì)量百分比為20%。
[0019]步驟二、向上述添加了二乙基招的燃料iiS中加入環(huán)丙基乙塊，質(zhì)量百分比為30%。
[0020]步驟三、向上述添加了三乙基鋁、環(huán)丙基乙炔的燃料罐中加入航空煤油RP-3，質(zhì)量百分比為50%?；旌暇鶆蚣吹玫蜏刈渣c(diǎn)火燃料。
[0021 ] 該自點(diǎn)火燃料相對密度0.75(7jC =lkg/L),閃點(diǎn)_20°C，燃燒熱42MJ/Kg。在Ma=4.5條件下可實(shí)現(xiàn)自點(diǎn)火。
實(shí)施例2
[0022]本實(shí)施例操作步驟與實(shí)施例1方式相同，按如下比例配置自點(diǎn)火燃料:航空煤油60%，環(huán)丙基乙炔10%，三乙基鋁30%，該自點(diǎn)火燃料相對密度0.77 (水=lkg/L)，閃點(diǎn)-22°C，燃燒熱42.3MJ/Kg。在Ma=4.5條件下可實(shí)現(xiàn)自點(diǎn)火。
實(shí)施例3
[0023]本實(shí)施例操作步驟與實(shí)施例1方式相同，按如下比例配置自點(diǎn)火燃料:航空煤油40%，環(huán)丙基乙炔20%，三乙基鋁40%，該自點(diǎn)火燃料相對密度0.8 (水=lkg/L)，閃點(diǎn)-25°C，燃燒熱42.6MJ/Kg。在Ma=4.5條件下可實(shí)現(xiàn)自點(diǎn)火。
【權(quán)利要求】
1.一種自點(diǎn)火燃料，其特征在于，由基礎(chǔ)航空煤油、作為點(diǎn)火劑的三乙基鋁和作為點(diǎn)火促進(jìn)劑的環(huán)丙基乙炔組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自點(diǎn)火燃料，其特征是，其組分及重量百分比含量為:基礎(chǔ)航空煤油30-60%、三乙基鋁20-50%以及環(huán)丙基乙炔10-30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自點(diǎn)火燃料，其特征是，其組分及重量百分比含量為以下任意一種組合: a)基礎(chǔ)航空煤油50%、三乙基鋁20%以及環(huán)丙基乙炔30%； b)基礎(chǔ)航空煤油60%、三乙基鋁10%以及環(huán)丙基乙炔30%； c)基礎(chǔ)航空煤油40%、三乙基鋁40%以及環(huán)丙基乙炔20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自點(diǎn)火燃料，其特征是，所述自點(diǎn)火燃料的相對密度為0.75-0.8kg/L，閃點(diǎn)-25~_20°C，燃燒熱大于等于42MJ/Kg，自點(diǎn)火條件為Ma=4.5。
5.一種根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的自點(diǎn)火燃料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、在氮?dú)饷芊獾娜剂瞎拗屑尤肴一X，質(zhì)量百分比為總質(zhì)量的20-50% ； 步驟二、向上述添加了三乙基鋁的燃料罐中加入環(huán)丙基乙炔，質(zhì)量百分比為總質(zhì)量的10-30% ；` 步驟三、向上述添加了三乙基鋁、環(huán)丙基乙炔的燃料罐中加入基礎(chǔ)航空煤油，質(zhì)量百分比為總質(zhì)量的30-60%，經(jīng)混合均勻即得低溫自點(diǎn)火燃料。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求中的自點(diǎn)火燃料，其特征是，所述的基礎(chǔ)航空煤油為:RP_3型號燃油。
【文檔編號】C10L1/16GK103484173SQ201310423169
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】黃小彬, 劉洪 , 陳方, 陳奎永, 唐小真 申請人:上海交通大學(xué)