[發(fā)明專利]一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811304722.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN109408993B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤延鋮;孫偉強(qiáng);朱劍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;F02K7/18;G06F119/14
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 張素斌

1.一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)根據(jù)飛行任務(wù)制定發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能要求，基于總體性能要求設(shè)計(jì)進(jìn)氣道基本流場(chǎng)，進(jìn)而通過在基本流場(chǎng)中進(jìn)行流線追蹤得到三維內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道；

2)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能得到超燃燃燒室進(jìn)出口參數(shù)，在步驟1)所述的三維內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道的出口處設(shè)計(jì)超燃燃燒室；

3)基于步驟2)超燃燃燒室參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)在Ma4.5～6⁺階段的推力需求，在超燃燃燒室的出口設(shè)計(jì)幾何面積可調(diào)的尾噴管，并根據(jù)尾噴管的不同工作狀態(tài)設(shè)計(jì)尾噴管下調(diào)節(jié)板；

4)基于Ma0～2階段發(fā)動(dòng)機(jī)性能需求選取渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，并根據(jù)其流量需求，利用流量公式計(jì)算渦扇-亞燃組合通道的入口面積，其中表示流量，ρ表示密度，A表示面積，v表示進(jìn)口速度，進(jìn)而在步驟1)中的三維內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道上壁面開口，布置渦扇-亞燃組合通道和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)；

5)在步驟4)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的外涵通道中，基于Ma2～3階段發(fā)動(dòng)機(jī)推力需求布置相應(yīng)大小的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)形成引射火箭通道；

6)基于Ma0～5狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)推力需求，結(jié)合Ma0～2狀態(tài)步驟4)所述渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)及Ma2～3狀態(tài)步驟5)所述火箭發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)，在步驟4)所述渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)后設(shè)計(jì)可轉(zhuǎn)換工作模式的亞燃燃燒室，亞燃燃燒室進(jìn)口平均馬赫數(shù)不大于0.25。

2.如權(quán)利要求1所述的一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：還包括以下步驟：

7)根據(jù)步驟6)中亞燃燃燒室的出口溫度壓力流量參數(shù)，在步驟3)中的尾噴管上壁面開口，布置渦輪通道出口喉道可調(diào)裝置，其中渦輪通道出口喉道面積保證各來流馬赫數(shù)狀態(tài)下流量的全部通過。

3.如權(quán)利要求2所述的一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：還包括以下步驟：

8)在渦扇-亞燃組合通道的入口處鉸接進(jìn)氣道分流板，以開啟或關(guān)閉渦扇-亞燃組合通道的入口。

4.如權(quán)利要求3所述一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：還包括以下步驟：

9)在所述可調(diào)喉道的出口端鉸接有噴管上調(diào)節(jié)板，所述噴管上調(diào)節(jié)板可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以開啟或關(guān)閉渦扇-亞燃組合通道的出口。

5.一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：包括三維內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道、渦扇-亞燃組合通道、超燃沖壓通道和尾噴管；三維內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道設(shè)有第一出口和第二出口；尾噴管設(shè)有第一入口和第二入口；渦扇-亞燃組合通道的入口與第一出口相接，渦扇-亞燃組合通道的出口與尾噴管的第一入口相接；渦扇-亞燃組合通道內(nèi)從入口到出口依次安裝有渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和亞燃燃燒室，所述渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有外涵通道和內(nèi)涵通道，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用插板形式布置于外涵通道中；超燃沖壓通道的入口與第二出口相接，超燃沖壓通道的出口與尾噴管的第二入口相接，超燃沖壓通道內(nèi)設(shè)有超燃燃燒室；還包括進(jìn)氣道分流板，所述進(jìn)氣道分流板鉸接于三維內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)氣道的第一出口處，以開啟或關(guān)閉渦扇-亞燃組合通道的入口。

6.如權(quán)利要求5所述的一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述尾噴管的第一入口處安裝有可調(diào)喉道。

7.如權(quán)利要求6所述的一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述可調(diào)喉道的出口端鉸接有噴管上調(diào)節(jié)板，所述噴管上調(diào)節(jié)板可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以開啟或關(guān)閉渦扇-亞燃組合通道的出口。

8.如權(quán)利要求5所述的一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：還包括噴管下調(diào)節(jié)板，所述噴管下調(diào)節(jié)板安裝于尾噴管的第二入口處，噴管下調(diào)節(jié)板可上下運(yùn)動(dòng)以調(diào)節(jié)尾噴管的面積。

9.如權(quán)利要求5所述的一種外涵內(nèi)置火箭的渦扇沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)安裝于渦扇-亞燃組合通道入口的一端，所述亞燃燃燒室安裝于渦扇-亞燃組合通道出口的一端。