[發明專利]全流量補燃循環發動機推力室冷卻套承壓流路優化方法

有效

• 申請號: 202011504546.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112628017B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 李春紅;張曉光;張航;肖虹;張留歡;龔南妮;陳文
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F02K9/46
• 分類號: F02K9/46;F02K9/58;F02K9/64
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

為了解決全流量補燃循環發動機推力室壓力高帶來的冷卻套高承壓與換熱需求無法滿足的技術問題，本發明提供了一種全流量補燃循環發動機推力室冷卻套承壓流路優化方法，首先將燃料渦輪泵中的泵設計為由一級泵和二級泵構成的兩級級聯式；然后將一級泵的出口分為兩路，其中一路出口連接推力室收擴段冷卻套的入口，另一路出口連接二級泵的入口，將二級泵的出口連接推力室擴張段冷卻套入口，將推力室收擴段冷卻套的出口引至發動機較低壓力的位置，將推力室擴張段冷卻套出口引至燃氣發生器；最后，將進入推力室收擴段冷卻套的介質流量Q1設置為總流量Q的20?40％，將推力室擴張段冷卻套的介質流量Q2設置為Q?Q1。

技術領域

本發明涉及一種全流量補燃循環發動機推力室冷卻套承壓流路優化方法。

背景技術

全流量補燃循環發動機具有兩套燃氣發生器和渦輪泵，可使發動機具有更高的推力室壓力和性能，推力室壓力更高帶來了更大的換熱需求和更高的冷卻套承壓。對于全流量補燃循環發動機而言，目前采用的是收擴段與擴張段介質引自同一位置高壓源的方案，該方案幾乎所有燃料均可進行燃氣發生器燃燒，進而驅動渦輪作功，因此發生器溫度可較低，但該方案對收擴段冷卻套和擴張段冷卻套的承壓要求均較高，在高熱流密度的推力室收擴段無法應用承壓能力較低的銅鋼釬焊結構，增大推力室設計難度，降低發動機使用壽命。

發明內容

為了解決全流量補燃循環發動機推力室壓力高帶來的冷卻套高承壓與換熱需求無法滿足的技術問題，本發明提供了一種全流量補燃循環發動機推力室冷卻套承壓流路優化方法。

本發明的技術方案是：

全流量補燃循環發動機推力室冷卻套承壓流路優化方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟1，將燃料渦輪泵中的泵設計為由一級泵和二級泵構成的兩級級聯式，一級泵和二級泵均由富燃渦輪驅動；

步驟2，將一級泵的出口分為兩路，其中一路出口連接推力室收擴段冷卻套的入口，另一路出口連接二級泵的入口，將二級泵的出口連接推力室擴張段冷卻套入口，將推力室收擴段冷卻套的出口引至發動機較低壓力的位置，將推力室擴張段冷卻套出口引至燃氣發生器；

步驟3，將進入推力室收擴段冷卻套的介質流量Q1設置為總流量Q的20-40％，將推力室擴張段冷卻套的介質流量Q2設置為Q-Q1。

進一步地，步驟2中所述的推力室收擴段冷卻套采用銅鋼釬焊結構。

進一步地，步驟2中所述的推力室擴張段冷卻套采用鋼鋼釬焊結構。

本發明的優點是：

1、本發明根據全流量補燃循環發動機推力室收擴段和擴張段不同的換熱需求，對收擴段冷卻套和擴張段冷卻套的引流位置以及流量進行了優化，可滿足全流量補燃循環發動機設計需求。

2、本發明可應用于不同推進劑組合的全流量補燃循環發動機冷卻套流路優化，可推廣應用至富燃補燃循環發動機。

附圖說明

圖1是本發明的原理示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步說明。

本發明所提供的全流量補燃循環發動機推力室冷卻套承壓流路優化方法，包括以下步驟：

首先，將燃料渦輪泵中的泵設計為由一級泵和二級泵構成的兩級級聯式，一級泵和二級泵均由富燃渦輪驅動；

然后，將一級泵的出口分為兩路，其中一路出口連接推力室收擴段冷卻套的入口，另一路出口連接二級泵的入口，將二級泵的出口連接推力室擴張段冷卻套入口，將推力室收擴段冷卻套的出口引至發動機較低壓力的位置，將推力室擴張段冷卻套出口引至燃氣發生器；