[發(fā)明專利]一種基于火箭組合發(fā)動機(jī)的空天推進(jìn)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810779138.4
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN109026440A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王旭;胡苗苗;張澤雄;嚴(yán)凡;楊曉燕;張陳斌;史彧銘;陳麗麟;黃凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: F02K7/10
• 分類號: F02K7/10;F02K7/18;F02K9/42;F02K9/62;F02C7/042;F02C7/143
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 何磊

1.一種基于火箭組合發(fā)動機(jī)的空天推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，空天推進(jìn)系統(tǒng)包括前部的進(jìn)氣道(1)、中間的涵道壓氣機(jī)(2)和尾部的燃燒室(3)；

所述進(jìn)氣道(1)包括變面積式進(jìn)氣口(11)、預(yù)冷熱交換器(12)、旁路進(jìn)氣道(13)，變面積式進(jìn)氣口(11)包括端部的尖錐(111)、導(dǎo)流板(112)、進(jìn)氣口外壁(113)、內(nèi)壁(114)和空心圓柱壁身，尖錐(111)位于變面積式進(jìn)氣口(11)的中心位置，以尖錐長度方向的中垂線為界，進(jìn)氣口外壁(113)的前端為收斂形通道(A)，后端為擴(kuò)張形通道(B)內(nèi)壁(114)呈拋物線形，導(dǎo)流板(112)以尖錐(111)為基點(diǎn)對稱分布，連接內(nèi)壁(114)和尖錐(111)，進(jìn)氣口(11)連接預(yù)冷熱交換器(12)，預(yù)冷熱交換器(12)與進(jìn)氣道內(nèi)壁之間的圓環(huán)通道為旁路進(jìn)氣道(13)；

所述涵道壓氣機(jī)(2)為空天推進(jìn)系統(tǒng)的增壓裝置，包括涵道發(fā)動機(jī)(21),收斂段(C)；涵道發(fā)動機(jī)(21)的一端連接預(yù)冷熱交換器(12)出口，另一端連接收斂段(C)的窄口部分，收斂段的寬口部分通過高壓氧入口(34)連接燃燒室(3)的集氣腔(D)；

所述燃燒室(3)包括：集氣腔(D)、集液腔(E)、機(jī)載輸氧管(31)、機(jī)載輸油管(32)、預(yù)燃燒室(F)、推力室(G)、鐘型尾噴管(H)；

所述集液腔(E)中部設(shè)置圓柱形空心預(yù)燃燒室(F)；收斂段(C)通過高壓氧入口(34)與集氣腔(D)連接，在集氣腔(D)上半部分的內(nèi)壁開一帶螺紋的通孔，向外通過螺紋連接機(jī)載輸氧管(31)；在引射模式與純火箭模式下，高壓氧入口(34)關(guān)閉，機(jī)載高壓氧由機(jī)載輸氧管(31)入口進(jìn)入集氣腔(D)，吸氣模式下，機(jī)載輸氧(31)管關(guān)閉，氧氣由高壓氧入口(34)進(jìn)入集氣腔(D)；集液腔(E)從外部包圍著集氣腔(D)的下半部分；在集液腔(E)的內(nèi)壁開一帶螺紋的通孔，向外連接機(jī)載輸油管(32)；燃料通過機(jī)載輸油管(32)不斷被壓入集液腔(E)；集液腔(E)底部周向均勻分布6個霧化通道(F2)，相鄰兩個通道圓心角為60°，集氣腔(D)與集液腔(E)之間通過設(shè)置的螺紋緊密結(jié)合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于火箭組合發(fā)動機(jī)的空天推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)冷熱交換器(12)包括：翅片盤管(121)和預(yù)冷熱交換器殼體(122)；翅片盤管(121)為空心柱體，圓柱的中心軸線與尖錐中心軸線均與進(jìn)氣道的中心軸線重合，且尖錐(111)后半部分伸入翅片盤管(121)內(nèi)部；預(yù)冷熱交換器(12)在進(jìn)氣道(1)內(nèi)部，通過螺栓以機(jī)械方式連接并固定預(yù)熱交換器殼體(122)和進(jìn)氣道的內(nèi)壁(114)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于火箭組合發(fā)動機(jī)的空天推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述集液腔(E)的底部周向均勻分布6個霧化通道，相鄰兩個通道圓心角為60°，其中對稱的2個霧化通道(F2)分別連接兩個小直徑輸油通道，且兩小直徑輸油通道與預(yù)燃燒室(F)的中心軸線呈45°夾角，一部分燃料通過此通道與高壓氧來流形成3股互擊式混合霧化；剩余4個霧化通道(F2)經(jīng)過霧化噴頭連接推力室(G)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于火箭組合發(fā)動機(jī)的空天推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)燃燒室(F)內(nèi)壁設(shè)一小通孔，通孔內(nèi)壁設(shè)內(nèi)攻螺紋，火花塞(F1)通過螺紋使點(diǎn)火端面固定在預(yù)燃室(F)內(nèi)表面，可在預(yù)燃燒室(F)內(nèi)點(diǎn)火；推力室(G)位于預(yù)燃燒室(F)之后，燃料和氧化劑在此充分燃燒膨脹，產(chǎn)生高溫高壓氣體，經(jīng)過其后的鐘型尾噴管(H)加速噴出產(chǎn)生巨大推動力；燃燒室外壁與整體外壁之間為旁路燃燒室(33)。