涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107013367A(43)申请公布日2017.08.04(21)申请号201710086643.6(22)申请日2017.02.17(71)申请人北京空天技术研究所地址100074北京市丰台区云岗北里40号申请人北京动力机械研究所(72)发明人赵文胜侯金丽费立森马军邵文清(51)Int.Cl.F02K7/16(2006.01)F02K1/16(2006.01)F02C7/057(2006.01)F02C7/042(2006.01)F02C6/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机(57)摘要本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机，解决现有涡轮冲压组合发动机不能在较低马赫数接力等问题。本发明首先针对双燃烧室冲压发动机进行改进，燃烧室采用矩形并联布局，且针对其进气道进行改进，该进气道采用二元进气道构型，并沿流向由支板分割为亚燃流道和超燃流道，所述亚燃通道至少为一个，所述超燃流道至少为两个且均分在亚燃流道两侧，通过在各流道设计中增加内收缩段调节型面和扩张段调节型面，以控制进气道喉道面积大小，实现各燃烧室对不同压缩程度空气的需要，拓宽发动机工作马赫数范围、提高发动机性能。CN107013367ACN107013367A权利要求书1/2页1.涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机，其特征在于，包括高速通道和低速通道，所述低速通道和高速通道并联设置，且共用进气道和尾喷管，所述低速通道包括涡轮核心机，所述高速通道包括双燃烧室冲压发动机；所述双燃烧室冲压发动机包括双燃烧室冲压进气道，亚声速燃烧室和超声速燃烧室，且所述亚声速燃烧室和超声速燃烧室采用矩形并联布局；所述冲压进气道采用二元进气道构型，由沿流向由支板分割为亚燃流道和超燃流道，所述超燃流道至少为两个且均分在亚燃流道两侧；所述亚燃和超燃流道结构一致，由固定型面、可调型面及连接铰链构成，其中，所述固定型面包括外压缩型面、内收缩段型面、喉道型面、扩张段型面、唇口型面以及与燃烧室连接型面；所述可调型面包括内收缩段调节型面和扩张段调节型面，所述内收缩段调节型面和扩张段调节型面的一端分别固定于内收缩段起点和扩张段终点，另一端分别为活动端，所述连接铰链包括铰链a和b，所述铰链a和b分别位于内收缩段起点和扩张段终点，且所述内收缩段调节型面和扩张段调节型面可分别绕着所述铰链a和b按设计旋转角度进行旋转。2.根据权利要求1所述的涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机，其特征在于，所述内收缩段调节型面和扩张段调节型面旋转后，所述内收缩段调节型面、内收缩段型面、喉道型面、扩张段型面和扩张段调节型面围成一个凹腔，在凹腔内形成涡流作为流道的气动喉道型面，该气动喉道型面对应的喉道高度定义为可调型面旋转后流道的喉道高度Hth，通过公式(1)得到：其中，Hth为可调型面旋转后流道喉道高度，Hc为进气道流道捕获高度，q(Ma)为流量函数，Ma0和Math分别为来流马赫数和进气道流道喉道马赫数，为流量系数，σth为流道喉道总压恢复系数。3.根据权利要求2所述的涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机，其特征在于，在所述铰链旋转调节过程中，所述内收缩段调节型面和扩张段调节型面的活动端距离唇口型面的垂直距离始终保持相等。4.根据权利要求3所述的组合发动机，其特征在于，所述旋转角度包括内收缩段调节型面的旋转角度θ7和扩张段调节型面的旋转角度θ8，由公式(2)得到；其中，H7为内收缩段调节型面固定端与唇口型面垂直高度，H8为扩张段调节型面固定端与唇口型面垂直高度，Hth为可调型面旋转后流道喉道高度，L7为内收缩段调节型面两端点间距离，L8为扩张段调节型面两端点间距离，θ2为内收缩段型面两端点连线与喉道型面之间的锐角角度，θ4为扩张段型面两端点连线与喉道型面之间的锐角角度。5.根据权利要求4所述的涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机，其特征在于，所述旋转角度θ7和θ8为0°时，所述内收缩段调节型面和扩张段调节型面分别与内收缩段型面和扩张2CN107013367A权利要求书2/2页段型面贴合；所述旋转角度θ7和θ8为最大值时，所述内收缩段调节型面和扩张段调节型面以关闭所述流道为准。6.根据权利要求1-5所述的涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机，其特征在于，所述亚燃流道为B流道，所述超燃流道分别为A、C流道，其流道布局为选自ABC、AABAA、ABABC、ABBC组合形式中的任一种，其中A流道和C流道相同。7.根据权利要求1所述的涡轮基双燃烧室冲压组合循环发动机，其特征在于：所述进气道内设有用于控制所述涡轮核心机和所述双燃烧室冲压发动机进气气流分配的进气分流板。8.根据权利要求1所述的涡