涡轮火箭组合冲压发动机及其工作方法.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CN106050472A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610538339.6(22)申请日2016.07.08(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人刘洋祝珊李江刘凯(74)专利代理机构陕西增瑞律师事务所61219代理人张瑞琪(51)Int.Cl.F02K7/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称涡轮火箭组合冲压发动机及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种涡轮火箭组合冲压发动机，轮火箭组合冲压发动机，包括共用进气道且共用尾喷管的空气涡轮冲压发动机和火箭基循环组合发动机，进气道的管道上设置有进气道导向器；进气道导向器，用于在空气涡轮冲压发动机低速启动时，转向并封闭火箭基循环组合发动机的入口，以使得进气道与空气涡轮冲压发动机内部连通；还用于在空气涡轮冲压发动机速度大于等于马赫时，转向并封闭空气涡轮冲压发动机的入口，以将进气道与火箭基循环组合发动机内部连通，以启动冲压发动机。解决了现有两种动力系统都不能单独并完全满足现代战争对武器系统超高声速、超高空、高机动及高空域等方面动力要求的问题。CN106050472ACN106050472A权利要求书1/1页1.涡轮火箭组合冲压发动机，其特征在于，包括共用进气道(1)且共用尾喷管(5)的空气涡轮冲压发动机和火箭基循环组合发动机，所述进气道(1)的管道上设置有进气道导向器(2)；所述进气道导向器(2)，用于在空气涡轮冲压发动机低速启动时，转向并封闭所述火箭基循环组合发动机的入口，以使得所述进气道(1)与所述空气涡轮冲压发动机内部连通；还用于在所述空气涡轮冲压发动机速度大于等于2马赫时，转向并封闭所述空气涡轮冲压发动机的入口，以将所述进气道(1)与所述火箭基循环组合发动机内部连通，以启动所述冲压发动机。2.如权利要求1所述的涡轮火箭组合冲压发动机，其特征在于，所述进气道导向器(2)为铰接在所述进气道(1)中部的挡板，所述进气道导向器(2)连接有电机动作机构，并通过电机动作机构以控制所述进气道导向器(2)的转动。3.如权利要求1或2所述的涡轮火箭组合冲压发动机，其特征在于，所述空气涡轮冲压发动机内部从进气道(1)一侧起，依次设置有涡轮增压系统和ATR燃烧室(6)，所述涡轮增压系统包括共轴设置的压气机(10)和涡轮(7)，所述涡轮(7)通过节流阀(8)连接有燃气发生器(9)。4.如权利要求1或2所述的涡轮火箭组合冲压发动机，其特征在于，所述火箭基循环组合发动机包括与所述进气道(1)连通设置的RBCC补燃室(4)。5.如权利要求4所述的涡轮火箭组合冲压发动机，其特征在于，所述双模冲压燃烧室(4)上设有支板主火箭(3)和燃料喷嘴(11)。6.如权利要求1-5所述的涡轮火箭组合冲压发动机的工作方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、空气涡轮冲压发动机在刚启动，或者在速度小于2马赫的低速条件下,进气道导向器(2)转向并封闭所述火箭基循环组合发动机的入口，发动机处于ATR状态；步骤2、通过涡轮增压系统对进入共用进气道(1)的空气进行增压，将经过增压后的空气和涡轮增压系统产生的高压燃气进行掺混，掺混燃气在ATR燃烧室(6)内进行燃烧，最后通过尾喷管(5)排出，产生推力；步骤3、当空气涡轮冲压发动机的速度超过2马赫时，进气道导向器(2)转向并封闭所述空气涡轮冲压发动机的入口，火箭基循环组合发动机的进气道打开并开始工作。7.如权利要求6所述的涡轮火箭组合冲压发动机的工作方法，其特征在于，所述步骤2中，所述涡轮增压系统的具体工作过程为：通过燃气发生器(9)产生高压燃气以驱动涡轮(7)做功，所述涡轮(7)带动压气机(10)来对进入共用进气道(1)的空气进行增压。2CN106050472A说明书1/4页涡轮火箭组合冲压发动机及其工作方法【技术领域】[0001]本发明属于火箭运载器动力系统领域，具体涉及涡轮火箭组合冲压发动机及其工作方法。【背景技术】[0002]空气涡轮冲压发动机(ATR)实现了燃气涡轮与冲压喷气发动机两种基本推进方式的有机组合，它集合了类似火箭燃烧室的燃气发生器，是一种带有压气机和涡轮的推进系统。其性能介于涡喷发动机和火箭发动机之间，方案结构简单、紧凑、合理，工作范围宽广，在亚声速工作状态下像涡轮喷气发动机，在超声速状态下类似于有风扇增压的冲压发动机。区别于常规涡喷发动机，它的涡轮前端温度由燃气发生器决定，这就使得ATR发动机能不受涡轮材料温度极限的限制而具有更高的速度特性。它能够从亚声速和超声速状态下，不需要特殊的材料和苛刻的涡轮机效率即能达到2～3的巡航马赫数。受到驱动涡轮后的燃气的残余热值的限制，ATR发动机的