一种基于爆震燃烧的涡轮冲压组合发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102155331A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102155331A(43)申请公布日2011.08.17(21)申请号201110114855.3(22)申请日2011.05.05(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人邱华熊姹严传俊范玮郑龙席(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人顾潮琪(51)Int.Cl.F02K7/20(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种基于爆震燃烧的涡轮冲压组合发动机(57)摘要本发明公开了一种基于爆震燃烧的涡轮冲压组合发动机，沿气流方向，可调中心锥体位于组合发动机最前端，与壳体围成可调进气道，可调中心锥体下游连接前置涡轮组合脉冲爆震发动机的进气装置；在前置涡轮组合脉冲爆震发动机的压气机上游安装有可调进口导向叶片，前置涡轮组合脉冲爆震发动机的发动机壳体与壳体围成环形空气涵道，可调板位于空气涵道和前置涡轮组合脉冲爆震发动机的扩压缓冲腔之间。本发明解决了整机尺寸长、重量大、结构复杂及零部件多等问题，同时基于爆震燃烧提高其推进性能。CN10253ACCNN110215533102155334A权利要求书1/2页1.一种基于爆震燃烧的涡轮冲压组合发动机，包括前置涡轮组合脉冲爆震发动机、可调中心锥体、整机壳体、可调进气道、可调进口导向叶片、空气涵道和可调板，其特征在于：所述的前置涡轮组合脉冲爆震发动机包括进气装置、压气机、扩压缓冲腔、径向涡轮、固定导流盘、导流机匣、进气阀、点火系统、多管爆震室、喷管、内流道以及发动机壳体；沿组合发动机的气流方向，可调中心锥体位于组合发动机最前端，与整机壳体围成的环腔形成可调进气道，可调中心锥体下游连接前置涡轮组合脉冲爆震发动机的进气装置；在前置涡轮组合脉冲爆震发动机的压气机上游安装有可调进口导向叶片，以实现对压气机进口流通面积由全开到全闭或全闭到全开的连续调节；从前置涡轮组合脉冲爆震发动机的进气装置上游到前置涡轮组合脉冲爆震发动机压气机下游，前置涡轮组合脉冲爆震发动机的发动机壳体与整机壳体围成环形空气涵道，空气涵道与前置涡轮组合脉冲爆震发动机的扩压缓冲腔相通，可调板位于空气涵道和前置涡轮组合脉冲爆震发动机的扩压缓冲腔之间，以实现对空气涵道内空气流通面积在全闭和全开两个状态间的切换；在亚音速及低超音速飞行状态下，该组合发动机处于前置涡轮组合脉冲爆震发动机工作模态，此时可调进口导向叶片打开，可调板关闭；在高超音速飞行状态下，该组合发动机处于冲压式脉冲爆震发动机工作模态，此时可调进口导向叶片关闭，可调板打开。2.根据权利要求1所述的基于爆震燃烧的涡轮冲压组合发动机，其特征在于：所述的前置涡轮组合脉冲爆震发动机包括进气装置、压气机、扩压缓冲腔、径向涡轮、导向器、导流机匣、进气阀、点火系统、多管爆震室、喷管、内流道、发动机壳体及内环壁，沿发动机的气流方向，进气装置位于发动机壳体最前端，压气机位于发动机壳体内、进气装置下游并与进气装置同轴布置；压气机和径向涡轮通过公共轴相连，径向涡轮的涡轮盘在上游，叶片向下游；导流机匣是压气机和径向涡轮间的平滑过渡壳体；导向器与径向涡轮同轴，位于导流机匣与径向涡轮之间；进气阀位于导流机匣和发动机壳体内壁包围形成的气流流路内，并在压气机和径向涡轮位置之间；扩压缓冲腔开始于压气机下游，终止于进气阀上游，是由导流机匣和发动机壳体围成的环形腔道，扩压缓冲腔出口截面积应大于压气机与发动机壳体内壁形成的气流流道的最小面积；多管爆震室在进气阀下游，由多个独立爆震管沿圆周管环形分布而构成，该环状多管爆震室的外环壁面为部分发动机壳体，其内环壁面构成内环壁，内环壁与发动机壳体的间距应大于采用的燃料/空气混合物的1倍胞格尺寸，同时内环壁下游端面与多管爆震室下游端面在同一平面；环状多管爆震室从其上游端面开始在内环处开有环型空腔，导向器及径向涡轮包于该环形空腔内，径向涡轮叶片与内环壁最小间距小于1mm，径向涡轮最大外缘直径与内环壁上游端面最大尺寸相同；径向涡轮下游为内流道，内流道由内环壁所包围形成，内环壁上游插入导向器内，插入深度为0.2～0.6倍的导向器轴向长度；点火系统为多管爆震室的点火装置，一个爆震管对应一个点火系统；多管爆震室出口连接喷管。3.根据权利要求1所述的基于爆震燃烧的涡轮冲压组合发动机，其特征在于：去除所述的前置涡轮组合脉冲爆震发动机内的喷管，同时从前置涡轮组合脉冲爆震发动机的扩压缓冲腔上游到前置涡轮组合脉冲爆震发动机的多管爆震室出口，前置涡轮组合脉冲爆震发动机壳体与整机壳体围成环形的冷却空气涵道；冷却空气涵道中的气流经下游混合器与前置涡轮组合脉冲爆震发动机内排出的气流相掺混，形成的混气最终通过可调喷管排出组合发