[發明專利]沖壓發動機的流道結構、沖壓發動機及飛行器

有效

• 申請號: 202011381560.8
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112523894B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 楊雷超;潘余;王寧;安彬;邢航;李慶;王良;葉童
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F02K7/10
• 分類號: F02K7/10;F02K7/08;F02C7/04;F23R3/42
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明涉及一種沖壓發動機的流道結構、沖壓發動機及飛行器。流道結構，包括進氣道、燃燒室以及噴管段，燃燒室的兩端分別與進氣道以及噴管段連通；燃燒室包括具有控制截面的可形變段，可形變段采用形狀記憶合金材料制成，可形變段能夠根據溫度變化而形變，從而改變控制截面的面積；其中，控制截面為燃燒室的流通面積最小的截面。上述流道結構、沖壓發動機及飛行器中，沖壓發動機隨著工作馬赫數的提高，通過主動或被動溫度控制，可形變段可以達到訓練溫度，幾何結構逐步變形，使得控制截面的面積可變，達到沖壓發動機燃燒室的流道構型隨著飛行狀態而調節的目的。上述的流道結構無復雜機械調節結構，具有調節方法簡單可以降低密封技術難度等特點。

技術領域

本發明涉及沖壓發動機技術領域，特別是涉及沖壓發動機的流道結構、沖壓發動機及飛行器。

背景技術

采用沖壓發動機的吸氣式高超聲速飛行器沿飛行彈道在馬赫數Ma3-Ma8范圍內爬升時，起始接力工作點(馬赫數為Ma3)和最終巡航狀態工作點(馬赫數為Ma8)的來流空氣流量以及進行燃燒做功的燃油流量相差巨大。對于起始接力工作點而言，期望較大的沖壓發動機內流道流通面積，以免發動機燃燒室內壓力升高后，產生的逆壓梯度向上游傳播影響進氣道的正常工作；然而對于巡航狀態而言，已經證明，較小的沖壓發動機內流道流通面積有利于高效的燃燒和提高發動機推力性能。這樣，在寬馬赫數(Ma3-Ma8)工作范圍內，飛行器對于沖壓發動機燃燒室內流道流通面積的要求隨著工作狀態變化存在差異。

通常，沖壓發動機需要設計成可變幾何構型，通過機械調節結構來改變沖壓發動機燃燒室的內流道構型和容積，從而適應不同飛行狀態下的來流空氣流量和燃油流量差異，達到整個工作馬赫數范圍內推力性能均最佳的目的。通常的機械調節結構由液壓連桿、可調面板、控制系統等，整體變幾何結構復雜度高，密封技術難度大。

發明內容

基于此，有必要提供一種結構簡單的沖壓發動機的流道結構、沖壓發動機及飛行器。

一種沖壓發動機的流道結構，包括進氣道、燃燒室以及噴管段，所述燃燒室的兩端分別與所述進氣道以及所述噴管段連通；所述燃燒室包括具有控制截面的可形變段，所述可形變段采用形狀記憶合金材料制成，所述可形變段能夠根據溫度變化而形變，從而改變所述控制截面的面積；其中，所述控制截面為所述燃燒室的流通面積最小的截面。

在其中一個實施例中，所述可形變段所受的溫度越高，所述控制截面的面積越小。

在其中一個實施例中，所述可形變段包括第一轉換形態以及第二轉換形態，當所述可形變段的溫度達到第一預設溫度時，所述可形變段處于所述第一轉換形態，當所述可形變段的溫度到達第二預設溫度時，所述可形變段處于所述第二轉換形態；

其中，所述第二預設溫度高于所述第一預設溫度，所述可形變段處于所述第二轉換形態時所述控制截面的面積小于所述可形變段處于所述第一轉換形態時所述控制截面的面積。

在其中一個實施例中，所述可形變段包括靠近所述進氣道的第一端、以及靠近所述噴管段的第二端，所述控制截面位于所述第一端與所述第二端之間。

在其中一個實施例中，當所述可形變段處于初始形態、所述第一轉換形態以及所述第二轉換形態時，所述可形變段的橫截面積均從所述控制截面至所述第二端的方向遞增。

在其中一個實施例中，所述的沖壓發動機的流道結構還包括隔離段，所述隔離段的兩端分別與所述進氣道及所述燃燒室連通。

一種沖壓發動機，包括如上所述的沖壓發動機的流道結構。

在其中一個實施例中，所述的沖壓發動機還包括加熱件以及與所述加熱件電性連接的控制元件，所述加熱件用于對所述可形變段進行加熱，所述控制元件用于控制所述加熱件的發熱量。

在其中一個實施例中，所述的沖壓發動機還包括速度傳感器，所述速度傳感器與所述控制元件電性連接；