[發明專利]一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機的設計方法

有效

• 申請號: 201811304722.0
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109408993B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 尤延鋮;孫偉強;朱劍鋒
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;F02K7/18;G06F119/14
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 張素斌

1.一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機的設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)根據飛行任務制定發動機的總體性能要求，基于總體性能要求設計進氣道基本流場，進而通過在基本流場中進行流線追蹤得到三維內轉進氣道；

2)根據發動機總體性能得到超燃燃燒室進出口參數，在步驟1)所述的三維內轉進氣道的出口處設計超燃燃燒室；

3)基于步驟2)超燃燃燒室參數和發動機在Ma4.5～6⁺階段的推力需求，在超燃燃燒室的出口設計幾何面積可調的尾噴管，并根據尾噴管的不同工作狀態設計尾噴管下調節板；

4)基于Ma0～2階段發動機性能需求選取渦扇發動機，并根據其流量需求，利用流量公式計算渦扇-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表示進口速度，進而在步驟1)中的三維內轉進氣道上壁面開口，布置渦扇-亞燃組合通道和渦扇發動機；

5)在步驟4)渦扇發動機的外涵通道中，基于Ma2～3階段發動機推力需求布置相應大小的火箭發動機形成引射火箭通道；

6)基于Ma0～5狀態發動機推力需求，結合Ma0～2狀態步驟4)所述渦扇發動機及Ma2～3狀態步驟5)所述火箭發動機性能參數，在步驟4)所述渦扇發動機后設計可轉換工作模式的亞燃燃燒室，亞燃燃燒室進口平均馬赫數不大于0.25。

2.如權利要求1所述的一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機的設計方法，其特征在于：還包括以下步驟：

7)根據步驟6)中亞燃燃燒室的出口溫度壓力流量參數，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裝置，其中渦輪通道出口喉道面積保證各來流馬赫數狀態下流量的全部通過。

3.如權利要求2所述的一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機的設計方法，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氣道分流板，以開啟或關閉渦扇-亞燃組合通道的入口。

4.如權利要求3所述一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機的設計方法，其特征在于：還包括以下步驟：

9)在所述可調喉道的出口端鉸接有噴管上調節板，所述噴管上調節板可旋轉運動以開啟或關閉渦扇-亞燃組合通道的出口。

5.一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機，其特征在于：包括三維內轉進氣道、渦扇-亞燃組合通道、超燃沖壓通道和尾噴管；三維內轉進氣道設有第一出口和第二出口；尾噴管設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-亞燃組合通道內從入口到出口依次安裝有渦扇發動機和亞燃燃燒室，所述渦扇發動機設有外涵通道和內涵通道，火箭發動機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，超燃沖壓通道內設有超燃燃燒室；還包括進氣道分流板，所述進氣道分流板鉸接于三維內轉進氣道的第一出口處，以開啟或關閉渦扇-亞燃組合通道的入口。

6.如權利要求5所述的一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機，其特征在于：所述尾噴管的第一入口處安裝有可調喉道。

7.如權利要求6所述的一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機，其特征在于：所述可調喉道的出口端鉸接有噴管上調節板，所述噴管上調節板可旋轉運動以開啟或關閉渦扇-亞燃組合通道的出口。

8.如權利要求5所述的一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機，其特征在于：還包括噴管下調節板，所述噴管下調節板安裝于尾噴管的第二入口處，噴管下調節板可上下運動以調節尾噴管的面積。

9.如權利要求5所述的一種外涵內置火箭的渦扇沖壓組合發動機，其特征在于：所述渦扇發動機安裝于渦扇-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。