[發明專利]一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機及控制方法

有效

• 申請號: 202010542608.2
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111749814B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王革;周凌;周博成;劉叢林;楊海威;關奔;梅自強;陳磊;王英男;蘇成志;李德堅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02K7/18
• 分類號: F02K7/18;F02K9/08;F02K9/32;F02K9/34;F02K9/26;F02K9/97;F02C7/04
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1.一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：包括進水管路、預置氧化劑儲存裝置、進氣裝置和發動機主體，發動機主體包括燃氣發生器、與燃氣發生器相連通的補燃室、設置在補燃室端部的尾噴管，在燃氣發生器內設置有金屬基固體推進劑，進水管路包括主進水管、與主進水管連接的進水管緩沖室、與進水管緩沖室連接的一次進水管和二次進水管，一次進水管和二次進水管的端部分別與補燃室連通且在管路上設置有進水管球形閥，預置氧化劑儲存裝置的端面上設置有預置氧化劑排出管，預置氧化劑排出管的個數與一次進水管和二次進水管的總數相等，所述預置氧化劑排出管的端部與對應的一次進水管和二次進水管連接，且在連接處均設置了氧化劑儲箱球形閥，進氣裝置包括沿周向對稱設置在補燃室外表面的進氣管及設置在進氣管上的進氣道球形閥。

2.根據權利要求1所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：所述一次進水管和二次進水管分別有四個且交替設置，二次進水管的長度大于一次進水管的長度。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：燃氣發生器包括依次連接的燃氣發生器前封頭、燃氣發生器筒體和燃氣發生器噴管，金屬基固體推進劑通過藥柱前支撐件與燃氣發生器前封頭連接；補燃室包括與燃氣發生器噴管連接的補燃室前蓋、與補燃室前蓋連接的補燃室筒體；尾噴管包括與補燃室筒體連接的尾噴管收斂段、與尾噴管收斂段連接的尾噴管擴張段。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：預置氧化劑儲存裝置包括預置氧化劑儲箱前蓋、預置氧化劑儲箱筒體、預置氧化劑儲箱后蓋，預置氧化劑排出管與預置氧化劑儲箱后蓋上的開孔連接。

5.根據權利要求3所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：預置氧化劑儲存裝置包括預置氧化劑儲箱前蓋、預置氧化劑儲箱筒體、預置氧化劑儲箱后蓋，預置氧化劑排出管與預置氧化劑儲箱后蓋上的開孔連接。

6.根據權利要求1或2所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：所述進氣管有四個。

7.根據權利要求3所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：所述進氣管有四個。

8.根據權利要求4所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：所述進氣管有四個。

9.根據權利要求5所述的一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機，其特征在于：所述進氣管有四個。

10.一種基于金屬燃料的跨介質雙模態沖壓發動機的控制方法，其特征在于：包括所述的跨介質雙模態沖壓發動機，控制過程如下：

(1)空氣沖壓階段：主進水管、一次進水管、二次進水管與預置氧化劑儲箱不工作，進氣道進入的空氣與燃氣發生器產生的燃氣反應產生推力；

(2)入水階段：主進水管與進氣道不工作，預置氧化劑儲箱中的氧化劑通過一次進水管和二次進水管進入補燃室與燃氣發生器產生的燃氣反應產生推力；

(3)水沖壓階段：進氣道與預置氧化劑儲箱不工作，海水經過進水管、一次進水管、二次進水管進入補燃室，并與燃氣發生器產生的燃氣反應產生推力；

(4)出水加速階段：主進水管與進氣道不工作，預置氧化劑儲箱中的氧化劑再次通過一次進水管和二次進水管進入補燃室與燃氣發生器產生的燃氣反應產生推力，到航行體加速到空氣沖壓所需速度時，一次進水管、二次進水管與預置氧化劑儲箱停止工作，進氣道開始工作，發動機重回空氣沖壓階段；

(5)重回空氣沖壓階段：發動機重新進入空氣沖壓模態；在航行體出水加速達到空氣沖壓所需的速度之后，進水管球形閥:和氧化劑儲箱球形閥關閉，進氣道球形閥打開，發動機重回空氣沖壓模態，持續產生推力。