可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置及应用方法

1.本发明涉及爆轰发动机技术领域，更具体地，涉及一种可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置及应用方法。


背景技术：

2.爆轰推进具有放热速率快、自增压、自点火的特性，其燃烧过程可近似为等压燃烧，基于爆轰燃烧构建的热力学循环相比传统的布雷顿热力学循环可提升约50％的效率。冲压加速器是目前最为成熟的爆轰推进系统，冲压加速器有两种典型的工作模态，当弹丸的速度低于预混燃气的理想特性爆速时为亚燃模态，当弹丸的速度大于预混燃气的理想特性爆速时为斜爆轰模态，理论上，斜爆轰模态下冲压加速器可以将弹丸加速至8km/s。
3.但现有技术中的冲压加速器具有以下缺点：1、冲压加速器内流场结构非常复杂，而且具有高瞬态的特性，由此导致冲压加速器的推力产生严重振荡；2、冲压加速器的非启动状态是指弹丸喉道前建立不起超音速流场，爆轰波波系前传导致弹丸推力性能急剧下降的现象。由于冲压加速器内填充了高能高压的可燃预混气体，导致冲压加速器在运行过程中会产生巨大的热量，当放热量过高时，爆轰波波系会移动到弹丸前端导致冲压加速器进入非启动状态。3、冲压加速器中炮管与弹丸都是几何不可变的，且可燃气体是预先以一定比例填充入管道中。因此，冲压加速器在运行过程中，波系结构难以适时调整，造成其推力性能难以达到最优状态。
4.因此，亟需提供一种能够在运行过程中调控波系结构的斜爆震波冲压加速装置。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置及应用方法。
6.一方面，本发明提供了一种可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，包括顺次相连的加速器、泄压管和加速管，
7.所述加速器、所述泄压管和所述加速管从左起开始依次排布并相连：
8.所述加速器，包括出口；
9.所述泄压管其中一端与所述出口连通，另一端与所述加速管连通；
10.所述加速管其中一端与所述泄压管连通；
11.螺旋线圈，套于所述加速管外，且与所述加速管等长，所述螺旋线圈与所述加速管之间具有间隔，且设置有导线，所述导线与所述螺旋线圈之间绝缘设置，且所述导线和所述螺旋线圈均与电源相连接；
12.对所述加速管内填充可燃预混气体，所述出口出射弹丸，所述弹丸进入所述加速管后，所述弹丸表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波，所述斜激波压缩将所述可燃预混气体电离为等离子气体；
13.同时，在所述螺旋线圈和所述导线的通电状态下，所述螺旋线圈在通电状态下对
所述等离子气体施加第一洛伦兹力，所述导线在通电状态下对所述等离子气体施加第二洛伦兹力，所述第一洛伦兹力和所述第二洛伦兹力的合力调整所述等离子气体的运动方向以调控所述爆轰波的位置。
14.优选地，还包括：
15.套体，套于所述加速管外，所述套体的内壁与所述加速管固定连接，所述套体还包括镂空区，所述镂空区的延伸方向与所述加速管的延伸方向平行，所述套体采用绝缘材料；
16.所述导线位于所述镂空区内，所述螺旋线圈套于所述套体外。
17.优选地，所述套体的外壁设有凸起，所述凸起设有固定槽，所述螺旋线圈的一端与所述固定槽卡合。
18.优选地，所述导线的数量为至少两根，相邻导线之间绝缘。
19.优选地，所述弹丸为梭型。
20.优选地，所述弹丸的出射速度大于所述可燃预混气体的理想特性爆速。
21.另一方面，本发明还提供了一种可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的应用方法，应用于上述任一项所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，包括：
22.对所述加速管内填充可燃预混气体，所述出口出射所述弹丸，所述弹丸进入所述加速管后，所述弹丸表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波；
23.控制所述螺旋线圈的电流方向和电流大小，同时控制所述导线的电流方向和电流大小，调整所述爆轰波的位置。
24.优选地，所述弹丸远离所述加速器的一侧为第一楔面，所述斜激波与所述第一楔面位置对应，所述斜激波压缩所述加速管内的所述可燃预混气体，将所述可燃预混气体电离为等离子气体。
25.优选地，所述控制所述螺旋线圈的电流方向和电流大小，同时控制所述导线的电流方向和电流大小，调整所述爆轰波的位置，包括：
26.所述螺旋线圈在通电状态下产生的磁场对所述等离子气体施加第一洛伦兹力，所述导线在通电状态下产生的磁场对所述等离子气体施加第二洛伦兹力，所述第一洛伦兹力和所述第二洛伦兹力的合力调整所述等离子气体的运动方向以调控所述爆轰波的位置。
27.与现有技术相比，本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，至少实现了如下的有益效果：
28.本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，包括加速器、泄压管和加速管，加速器、泄压管和加速管从左起开始依次排布并相连：加速器，包括出口；泄压管其中一端与出口连通，另一端与加速管连通；加速管其中一端与泄压管连通；螺旋线圈，套于加速管外，且与加速管等长，螺旋线圈与加速管之间具有间隔，且设置有导线，导线与螺旋线圈之间绝缘设置，且导线和螺旋线圈均与电源相连接；对加速管内填充可燃预混气体，出口出射弹丸，弹丸进入加速管后，弹丸表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波，斜激波压缩将可燃预混气体电离为等离子气体；同时，在螺旋线圈和导线的通电状态下，螺旋线圈在通电状态下对等离子气体施加第一洛伦兹力，导线在通电状态下对等离子气体施加第二洛伦兹力，第一洛伦兹力和第二洛伦兹力的合力调整等离子气体的运动方向以调控爆轰波的位置，通过加速器将弹丸加速至超音速后射入填充可燃预混气体的加速管内，弹丸高速运动时，弹丸头部区域会产生高强度的斜激波，斜激波压缩空气，使空气分
子产生离解和电离而形成具有导电性的等离子气体；螺旋线圈与导线通电产生磁场，等离子气体在磁场中流动会产生感应电流，磁场对感应电流有洛伦兹力，即对等离子气体施加洛伦兹力，等离子气体受到洛伦兹力移动，从而使波面位置发生改变，实现波系结构的调控。
29.当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上的所有技术效果。
30.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
31.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
32.图1是本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的一种结构示意图；
33.图2是本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的另一种结构示意图；
34.图3是图2中a-a’向的剖面图；
35.图4是波系结构的一种示意图；
36.图5是加速管、导线和螺旋线圈的一种结构示意图。
具体实施方式
37.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
38.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
39.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
40.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
41.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
42.参照图1，图1是本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的一种结构示意图，来说明本实施例提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100的一种具体的实施例，包括加速器1、泄压管7和加速管4，
43.加速器1、泄压管7和加速管4从左起开始依次排布并相连：
44.加速器1，包括出口2；
45.泄压管其中一端与出口2连通，另一端与加速管4连通；
46.加速管4其中一端与泄压管7连通；
47.螺旋线圈5，套于加速管4外，且与加速管4等长，螺旋线圈5与加速管4之间具有间隔，且设置有导线6，导线6与螺旋线圈5之间绝缘设置，且导线6和螺旋线圈5均与电源(图中
未示出)相连接；
48.对加速管4内填充可燃预混气体，出口2出射弹丸3，弹丸3进入加速管4后，弹丸3表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波，斜激波压缩将可燃预混气体电离为等离子气体；
49.同时，在螺旋线圈5和导线6的通电状态下，螺旋线圈5在通电状态下对等离子气体施加第一洛伦兹力，导线6在通电状态下对等离子气体施加第二洛伦兹力，第一洛伦兹力和第二洛伦兹力的合力调整等离子气体的运动方向以调控爆轰波的位置。
50.需要说明的是，加速器1是能给弹丸3提供初速度的设备的总称，本实施例中的加速器1可以是任何能够使弹丸3的出射速度达到超音速的加速设备，本实施例对此并不做具体的限制。弹丸3以超音速射入填充有可燃预混气体的加速管4内时，弹丸3头部区域产生斜激波，即弹丸3远离加速器1一侧区域产生斜激波，通过斜激波加热并点燃弹丸3后方气体，即弹丸3靠近加速器1一侧的气体，使弹丸3后部产生高压、为弹丸3提供推力，持续向远离加速器1的方向加速运动，加速管4的长度越长，弹丸3加速距离越长，弹丸3的速度增量越大，但弹丸3的速度过大时，弹丸3的速度增量会逐渐减小，故加速管4的长度可根据实际需求合理选择，本实施例对此并不做限制。螺旋线圈5与加速管4之间具有间隔、导线6与加速管4具有间隔，能够避免螺旋线圈5和导线6通电时产生的热量传递给加速管4，影响加速管4内的流场，导线6与螺旋线圈5之间绝缘，能够避免导线6与螺旋线圈5搭接造成短路。螺旋线圈5与加速管4等长，能够保证螺旋线圈5通电产生的磁场能够充分作用于加速管4内任一等离子气体。弹丸3在加速器1内速度由0增大至超音速后射出，射出时携带有加速器1内的可燃气体，泄压管7的作用是将这部分气体排出，避免弹丸3携带可燃气体进入加速管4影响弹丸3冲压加速效果，泄压管7的原理与内泄式泄压阀类似，通过压力差将弹丸3携带的高压可燃气体排到泄压管7外的低压环境中，本发明并未对泄压管7的结构进行改进，采用现有技术的泄压管7即可。
51.可以理解的是，弹丸3在加速管4内运动时，弹丸3头部区域产生的斜激波的强压缩作用使宏观的功能转化为压缩空气内能，进而激发空气分子振动能，使空气分子产生离解和电离而形成具有导电性的等离子气体；斜激波加热并点燃弹丸3后方气体时会在弹丸3附近产生膨胀波、爆轰波和反射激波等，其中，爆轰波需要位于弹丸3的后部，爆轰波在弹丸3后部膨胀才会产生持续推力。螺旋线圈5与导线6通电产生磁场，等离子气体在磁场中流动会产生感应电流，磁场对感应电流有洛伦兹力，即对等离子气体施加洛伦兹力，螺旋线圈5通电产生的磁场对等离子气体施加第一洛伦兹力，导线6通电产生的磁场对等离子气体施加第二洛伦兹力，等离子气体的运动方向取决于受到的洛伦兹力的合力方向，等离子气体运动会影响弹丸3附近爆轰波的位置，故可以通过调整施加在螺旋线圈5、导线6上的电流方向及电流大小，以调整加速管4周围的磁场，从而调整等离子气体的受力方向，进而改变爆轰波的位置、实现波系结构的调控。通过合力方向调整等离子气体的受力方向，能够更加灵活地进行调控，使本实施例提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100能够达到更加理想的状态，在本实施例中，等离子气体仅受到第一洛伦兹力和第二洛伦兹力，当然，并不限于此。
52.与现有技术相比，本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100至少具有以下优点：
53.本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100，包括加速器1、泄压管7和加速管4，加速器1、泄压管7和加速管4从左起开始依次排布并相连：加速器1，包括出口2；泄压管其中一端与出口2连通，另一端与加速管4连通；加速管4其中一端与泄压管7连通；螺旋线圈5，套于加速管4外，且与加速管4等长，螺旋线圈5与加速管4之间具有间隔，且设置有导线6，导线6与螺旋线圈5之间绝缘设置，且导线6和螺旋线圈5均与电源相连接；对加速管4内填充可燃预混气体，出口2出射弹丸3，弹丸3进入加速管4后，弹丸3表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波，斜激波压缩将可燃预混气体电离为等离子气体；同时，在螺旋线圈5和导线6的通电状态下，螺旋线圈5在通电状态下对等离子气体施加第一洛伦兹力，导线6在通电状态下对等离子气体施加第二洛伦兹力，第一洛伦兹力和第二洛伦兹力的合力调整等离子气体的运动方向以调控爆轰波的位置，通过加速器1将弹丸3加速至超音速后射入填充可燃预混气体的加速管4内，弹丸3高速运动时，弹丸3头部区域会产生高强度的斜激波，斜激波压缩空气，使空气分子产生离解和电离而形成具有导电性的等离子气体；螺旋线圈5与导线6通电产生磁场，等离子气体在磁场中流动会产生感应电流，磁场对感应电流有洛伦兹力，即对等离子气体施加洛伦兹力，等离子气体受到洛伦兹力移动，从而使波面位置发生改变，实现波系结构的调控。
54.在一些可选的实施例中，参照图2和图3，图2是本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的另一种结构示意图，图3是图2中a-a’向的剖面图，本实施例提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100还包括：
55.套体8，套于加速管4外，套体8的内壁与加速管4固定连接，套体8还包括镂空区9，镂空区9的延伸方向与加速管4的延伸方向平行，套体8采用绝缘材料；
56.导线6位于镂空区9内，螺旋线圈5套于套体8外。
57.可以理解的是，导线6位于螺旋线圈5和加速管4之间，且导线6与螺旋线圈5之间具有间隔，导线6与加速管4之间也具有间隔，设置套体8用于固定导线6的位置，从而保证导线6与加速管4的相对位置稳定，避免由于重力作用使导线6发生形变，从而避免导线6通电后形成的磁场的位置发生改变。
58.在一些可选的实施例中，继续参照图2和图3，套体8的外壁设有凸起10，凸起10设有固定槽11，螺旋线圈5的一端与固定槽11卡合。
59.可以理解的是，螺旋线圈5套于套体8外，一端与固定槽11卡合，能够固定螺旋线圈5的位置。
60.在一些可选的实施例中，继续参照图2和图3，导线6的数量为至少两根，相邻导线6之间绝缘。
61.可以理解的是，加速管4内的等离子气体受到螺旋线圈5通电形成的磁场施加的第一洛伦兹力，还受到导线6通电形成的磁场所施加的第二洛伦兹力，导线6的数量为至少两根，即等离子气体受到至少两个第二洛伦兹力的作用，第一洛伦兹力和至少两个洛伦兹力的合力影响等离子气体的运动方向，第二洛伦兹力数量的增加有助于调控合力方向，当然，导线6的数量可根据实际情况进行设置，本实施例对此并不做具体的限制。
62.在一些可选的实施例中，参照图1和图4，图4是波系结构的一种示意图，弹丸3为梭型。
63.可以理解的是，由加速器1指向加速管4的方向上，梭型的弹丸3包括相对设置的第
一楔面12和第二楔面13，第一楔面12位于第二楔面13远离加速器1的一侧，尖头的第一楔面12用于诱导斜激波进而压缩点燃可燃预混气体，尖头的第二楔面13使弹丸3后部与加速管4的管壁形成扩张段，使燃烧后的可燃预混气体能够充分膨胀产生推力以推动弹丸3加速运动。
64.在一些可选的实施例中，弹丸3的出射速度大于可燃预混气体的理想特性爆速。
65.可以理解的是，可燃预混气体的燃烧过程就是爆轰波沿可燃预混气体的传播过程，爆轰波被激发后，其传播速度很快会趋向可燃预混气体所具有的特定数值，即达到理想特性爆速(cj速度)，在通常情况下，爆轰波将以理想特性爆速稳定传播。只有出射速度大于可燃预混气体的理想特性爆速的弹丸3才能诱导出斜激波，高强度斜激波是诱导可燃预混气体燃烧的必要条件，本实施例中，弹丸3的出射速度大于1200米/秒，马赫数大于3.5，弹丸3在加速管4内的运动速度范围为1200米/秒-8000米/秒，马赫数范围为3.5-23.5，当然，并不限于此。
66.在一些可选的实施例中，继续参照图1和图4，来说明本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的应用方法的一种具体的实施例，包括：
67.对加速管4内填充可燃预混气体，出口2出射弹丸3，弹丸3进入加速管4后，弹丸3表面从左起开始依次形成反射激波17、爆轰波16、膨胀波15和斜激波14；
68.控制螺旋线圈5的电流方向和电流大小，同时控制导线6的电流方向和电流大小，调整爆轰波16的位置。
69.可以理解的是，参照图4，反射激波17与爆轰波16之间形成回流区18，斜激波14位于第一楔面12对应位置以压缩空气，爆轰波16的位置需要位于弹丸3的后部，即位于第二楔面13对应位置，爆轰波16才能在弹丸3后部膨胀才会产生持续推力，通过调整施加在螺旋线圈5、导线6上的电流方向及电流大小，以调整加速管4周围的磁场，加速管4内的等离子气体的受力方向受到磁场影响，从而等离子气体的运动方向发生改变，进而调整爆轰波16的位置、实现波系结构的调控。
70.在一些可选的实施例中，继续参照图1和图4，弹丸3远离加速器1的一侧为第一楔面12，斜激波14与第一楔面12位置对应，斜激波14压缩加速管4内的可燃预混气体，将可燃预混气体电离为等离子气体。
71.可以理解的是，弹丸3在加速管4内运动时，第一楔面12会产生斜激波14，斜激波14的强压缩作用使宏观的功能转化为压缩空气内能，进而激发空气分子振动能，使空气分子产生离解和电离而形成具有导电性的等离子气体，等离子气体会在磁场中受到洛伦兹力的作用，因此调控螺旋线圈5、导线6施加的电流方向及电流大小，就能够调控螺旋线圈5、导线6通电对应产生的磁场，从而调控等离子气体的运动方向，从而调整加速管4内的波系结构。
72.在一些可选的实施例中，参照图4和图5，图5是加速管、导线和螺旋线圈的一种结构示意图，控制螺旋线圈5的电流方向和电流大小，同时控制导线6的电流方向和电流大小，调整爆轰波16的位置，包括：
73.螺旋线圈5在通电状态下产生的磁场对等离子气体施加第一洛伦兹力，导线6在通电状态下产生的磁场对等离子气体施加第二洛伦兹力，第一洛伦兹力和第二洛伦兹力的合力调整等离子气体的运动方向以调控爆轰波16的位置。
74.可以理解的是，在图5中示意出多根导线6，本实施例中仅以两根导线6通电为例来
说明本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100的应用方法的另一种具体的实施例，在图5中示意出螺旋线圈5通电的电流方向为i1，产生的磁场方向为h1；第一导线6.1通电的电流方向为i2.1，产生的磁场方向为h2.1；第一导线6.2通电的电流方向为i2.2，产生的磁场方向为h2.2，对于空间中任意一点p点，当可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100进入斜爆轰模态后，p点的气体分子会因高温高压离解为带电等离子气体并产生运动，螺旋线圈5通电在p点的磁感应强度为b1、第一导线6.1通电在p点的磁感应强度为b2.1、第二导线6.2通电在p点的磁感应强度为b2.2，三种磁感应强度线性无关，p点的等离子气体会受到螺旋线圈5通电产生的磁场施加第一洛伦兹力，p点的等离子气体还会受到导线6通电产生的磁场施加第二洛伦兹力，p点的等离子气体受到三个线性无关的洛伦兹力的作用，它们的合力的大小与方向可以通过螺旋线圈5、导线6中电流的强度与方向控制。等离子气体后移可以使爆轰波16位置后移，使爆轰波16位于弹丸3的第二楔面13处，实现稳定膨胀，通过本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100的应用方法能够有效缩小了本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100的推力振荡的区间，避免了本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置100进入不启动状态，提高了整体性能。
75.通过上述实施例可知，本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，至少实现了如下的有益效果：
76.本发明提供的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，包括加速器、泄压管和加速管，加速器、泄压管和加速管从左起开始依次排布并相连：加速器，包括出口；泄压管其中一端与出口连通，另一端与加速管连通；加速管其中一端与泄压管连通；螺旋线圈，套于加速管外，且与加速管等长，螺旋线圈与加速管之间具有间隔，且设置有导线，导线与螺旋线圈之间绝缘设置，且导线和螺旋线圈均与电源相连接；对加速管内填充可燃预混气体，出口出射弹丸，弹丸进入加速管后，弹丸表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波，斜激波压缩将可燃预混气体电离为等离子气体；同时，在螺旋线圈和导线的通电状态下，螺旋线圈在通电状态下对等离子气体施加第一洛伦兹力，导线在通电状态下对等离子气体施加第二洛伦兹力，第一洛伦兹力和第二洛伦兹力的合力调整等离子气体的运动方向以调控爆轰波的位置，通过加速器将弹丸加速至超音速后射入填充可燃预混气体的加速管内，弹丸高速运动时，弹丸头部区域会产生高强度的斜激波，斜激波压缩空气，使空气分子产生离解和电离而形成具有导电性的等离子气体；螺旋线圈与导线通电产生磁场，等离子气体在磁场中流动会产生感应电流，磁场对感应电流有洛伦兹力，即对等离子气体施加洛伦兹力，等离子气体受到洛伦兹力移动，从而使波面位置发生改变，实现波系结构的调控。
77.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，其特征在于，包括：加速器、泄压管和加速管，所述加速器、所述泄压管和所述加速管从左起开始依次排布并相连：所述加速器，包括出口；所述泄压管其中一端与所述出口连通，另一端与所述加速管连通；所述加速管其中一端与所述泄压管连通；螺旋线圈，套于所述加速管外，且与所述加速管等长，所述螺旋线圈与所述加速管之间具有间隔，且设置有导线，所述导线与所述螺旋线圈之间绝缘设置，且所述导线和所述螺旋线圈均与电源相连接；对所述加速管内填充可燃预混气体，所述出口出射弹丸，所述弹丸进入所述加速管后，所述弹丸表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波，所述斜激波压缩将所述可燃预混气体电离为等离子气体；同时，在所述螺旋线圈和所述导线的通电状态下，所述螺旋线圈在通电状态下对所述等离子气体施加第一洛伦兹力，所述导线在通电状态下对所述等离子气体施加第二洛伦兹力，所述第一洛伦兹力和所述第二洛伦兹力的合力调整所述等离子气体的运动方向以调控所述爆轰波的位置。2.根据权利要求1所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，其特征在于，还包括：套体，套于所述加速管外，所述套体的内壁与所述加速管固定连接，所述套体还包括镂空区，所述镂空区的延伸方向与所述加速管的延伸方向平行，所述套体采用绝缘材料；所述导线位于所述镂空区内，所述螺旋线圈套于所述套体外。3.根据权利要求2所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，其特征在于，所述套体的外壁设有凸起，所述凸起设有固定槽，所述螺旋线圈的一端与所述固定槽卡合。4.根据权利要求1所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，其特征在于，所述导线的数量为至少两根，相邻导线之间绝缘。5.根据权利要求1所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，其特征在于，所述弹丸为梭型。6.根据权利要求1所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，其特征在于，所述弹丸的出射速度大于所述可燃预混气体的理想特性爆速。7.一种可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的应用方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任一项所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置，包括：对所述加速管内填充可燃预混气体，所述出口出射所述弹丸，所述弹丸进入所述加速管后，所述弹丸表面从左起开始依次形成反射激波、爆轰波、膨胀波和斜激波；控制所述螺旋线圈的电流方向和电流大小，同时控制所述导线的电流方向和电流大小，调整所述爆轰波的位置。8.根据权利要求7所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的应用方法，其特征在于，所述弹丸远离所述加速器的一侧为第一楔面，所述斜激波与所述第一楔面位置对应，所述斜激波压缩所述加速管内的所述可燃预混气体，将所述可燃预混气体电离为等离子气体。
9.根据权利要求8所述的可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置的应用方法，其特征在于，所述控制所述螺旋线圈的电流方向和电流大小，同时控制所述导线的电流方向和电流大小，调整所述爆轰波的位置，包括：所述螺旋线圈在通电状态下产生的磁场对所述等离子气体施加第一洛伦兹力，所述导线在通电状态下产生的磁场对所述等离子气体施加第二洛伦兹力，所述第一洛伦兹力和所述第二洛伦兹力的合力调整所述等离子气体的运动方向以调控所述爆轰波的位置。

技术总结
本发明公开了一种可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置及应用方法，可调控波系结构的斜爆轰冲压加速装置包括：加速器、泄压管和加速管从左起开始依次排布并相连：加速器包括出口；泄压管一端与出口连通，另一端与加速管连通；螺旋线圈套于加速管外，螺旋线圈与加速管之间具有间隔，且设置有导线，导线与螺旋线圈之间绝缘，且导线和螺旋线圈均与电源相连接。通过加速器将弹丸高速射入加速管内，弹丸头部区域产生的高强度的斜激波压缩空气，使空气分子形成具有导电性的等离子气体；螺旋线圈与导线通电产生磁场，磁场对等离子气体施加洛伦兹力，使等离子气体移动，从而使波面位置发生改变，实现波系结构的调控。实现波系结构的调控。实现波系结构的调控。


技术研发人员：滕宏辉 冯占林 王宽亮 周林
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/5/16