[發(fā)明專利]一種半包覆式多級(jí)動(dòng)力水下高速推進(jìn)器及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811560299.0
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN109826707B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉叢林;王亞威;李樹聲;李小暢;樊瑋鵬;郜冶
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): F02C3/30
• 分類號(hào): F02C3/30;F02C3/26;F02K9/08;F02K9/32
• 代理公司: 北京安哲思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11699
• 代理人: 蒲志鳳

本發(fā)明公開了一種半包覆式多級(jí)動(dòng)力水下高速推進(jìn)器及控制方法，三種發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上順序連接，啟動(dòng)后順次工作，空間布置合理，實(shí)現(xiàn)了最小空間內(nèi)多級(jí)推進(jìn)器的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對不同作戰(zhàn)方針，突破了傳統(tǒng)水下航行器單一航速的限制，將水沖壓高金屬含量推進(jìn)劑發(fā)動(dòng)機(jī)與高金屬含量固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合，并輔以渦輪動(dòng)力輸出裝置，通過合理設(shè)計(jì)裝藥方式，調(diào)整裝藥量和沖壓入水量，可在同一航程中實(shí)現(xiàn)常規(guī)低速巡航和七倍于常規(guī)速度的高速打擊兩種典型運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水下航行器動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半包覆式多級(jí)動(dòng)力水下高速推進(jìn)器及控制方法。

背景技術(shù)

目前，各國海軍紛紛圍繞海洋權(quán)益保護(hù)，瞄準(zhǔn)新的作戰(zhàn)需求，積極開展新型裝備研制，陸續(xù)在水面艦艇、潛艇裝備以及新概念新技術(shù)等方面取得重大進(jìn)展。當(dāng)前形勢下，水下高效攻擊性武器在現(xiàn)代戰(zhàn)場中的作用顯得愈加重要。水下武器的殺傷原理是折斷對方的龍骨，隱蔽性強(qiáng)，擁有較好的突防效果和較高的命中率；可以增強(qiáng)戰(zhàn)術(shù)的多樣化，提高攻擊效果。但在水下作戰(zhàn)平臺(tái)建設(shè)上，各國普遍受到動(dòng)力系統(tǒng)效率低下這一問題的困擾，能源與動(dòng)力系統(tǒng)是當(dāng)前航行器在軍事應(yīng)用方面受限的一個(gè)主要技術(shù)難點(diǎn)。突破新能源開發(fā)與利用，提高武器的續(xù)航能力，使航行體向高兼容性和模塊化方向發(fā)展是當(dāng)前的重要任務(wù)。

在各種可利用的能源中，金屬燃料所具有的高熱值能量受到各國的重視，尤其部分金屬燃燒過程所需要的氧化劑可以由工作環(huán)境中引入的水介質(zhì)充當(dāng)，其可行性和方便性已經(jīng)得到證明，并在已有武器型號(hào)中得到利用，值得深入挖掘其具備的潛力。但在已有的航行器動(dòng)力系統(tǒng)中，航速單一，難以實(shí)現(xiàn)航速轉(zhuǎn)換，缺乏作戰(zhàn)需要的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種半包覆式多級(jí)動(dòng)力水下高速推進(jìn)器及控制方法，可以滿足不同航行速度下系統(tǒng)對推進(jìn)動(dòng)力的需求；同時(shí)具有結(jié)構(gòu)緊湊化，重量輕型化的特點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)靈活作戰(zhàn)的總目標(biāo)。

一種半包覆式多級(jí)動(dòng)力水下高速推進(jìn)器，包括順次相連的低速段發(fā)動(dòng)機(jī)、加速段發(fā)動(dòng)機(jī)與高速段發(fā)動(dòng)機(jī)；

所述高速段發(fā)動(dòng)機(jī)包括高速段入水緩沖室(1)、高速段一次注水管路(2)、水沖壓金屬燃料(3)、高速段二次注水管路(4)、高速段燃燒室(21)和高速段噴管(5)；

所述加速段發(fā)動(dòng)機(jī)包括加速段擋板(6)、固體推進(jìn)劑(7)、加速段燃燒室(20)和加速段噴管(8)；

所述低速段發(fā)動(dòng)機(jī)包括低速段擋板(10)、低速段入水緩沖室(11)、水泵(12)、低速段一次注水管路(13)、低速段二次注水管路(14)、低速段噴管(17)、水沖壓金屬燃料(18)和低速段燃燒室(21)；

所述高速段燃燒室(21)的一端封閉，外部端面上連接高速段入水緩沖室(1)；另一端開口，連接有高速段噴管(5)；水沖壓金屬燃料(3)靠近高速段入水緩沖室(1)一側(cè)澆鑄于高速段燃燒室(21)內(nèi)；高速段一次注水管路(2)與高速段二次注水管路(4)各有若干支；高速段一次注水管路(2)與高速段二次注水管路(4)的一端聯(lián)通高速段入水緩沖室(1)，另一端伸入到高速段燃燒室(21)的內(nèi)部空腔中；高速段一次注水管路(2)接通到高速段燃燒室21的接口靠近水沖壓金屬燃料(3)端面，高速段二次注水管路(4)接通到高速段燃燒室21的接口靠近低速段燃燒室(21)后部；

加速段擋板(6)的一側(cè)與高速段噴管(5)通過爆炸螺栓相連接，對高速段噴管(5)進(jìn)行封蓋；加速段擋板(6)的另一側(cè)固連到加速段燃燒室(20)的一側(cè)端部；加速段燃燒室(20)的另一側(cè)開口端連接加速段噴管(8)；高金屬含量固體推進(jìn)劑(7)采用鑄于加速段燃燒室(20)內(nèi)；