[发明专利]组合式发动机

权利要求书

1.一种组合式发动机，其特征在于，所述组合式发动机包括：

壳体；

进气道，设置于所述壳体上，所述进气道用于接收来流空气；

换热器，设置于所述壳体内，所述换热器用于对至少部分所述来流空气与预冷介质进行换热，以预冷该部分所述来流空气和加热所述预冷介质；其中，所述预冷介质包括甲烷；

空压机，设置于所述壳体内，所述空压机用于接收并对预冷后的来流空气进行压缩；

火箭发动机，设置于所述壳体内，所述火箭发动机用于接收压缩后的至少部分来流空气和加热后的至少部分预冷介质，以使得压缩后的来流空气和加热后的该部分预冷介质在所述火箭发动机的推力室内反应，以产生推力；

所述换热器包括本体以及设置于所述本体上的至少一组来流空气入口和来流空气出口，以及至少一组预冷介质入口和预冷介质出口；

所述组合式发动机还包括设置在所述壳体内的膨胀涡轮，所述膨胀涡轮的入口与所述预冷介质出口连通，以接收加热后的预冷介质推动所述膨胀涡轮做功，以至少驱动所述空压机；

所述组合式发动机还包括旁路燃烧室，所述旁路燃烧室设置在所述壳体内且远离所述进气道的一端，所述旁路燃烧室设置有第一入口和第二入口，所述第一入口用于接收未被有效利用的来流空气，所述第二入口与所述膨胀涡轮的排气口连通；

所述组合式发动机还包括设置在所述换热器和所述膨胀涡轮之间的补能燃烧室，所述补能燃烧室的主入口通过主出流管道与所述预冷介质出口相连，所述补能燃烧室的出口与所述膨胀涡轮的入口连通，所述补能燃烧室还用于存储预燃反应剂，以通过所述预燃反应剂的反应提高部分加热后的预冷介质的温度；

所述补能燃烧室的第一辅入口通过第一辅出流管道与所述主出流管道相连，所述补能燃烧室的第二辅入口通过第二辅出流管道与所述空压机的辅出口连通，所述补能燃烧室能够选择性地通过所述主出流管道和所述第一辅出流管道中的一者与所述换热器连通。

2.根据权利要求1所述的组合式发动机，其特征在于，所述进气道的进气口大小可调，以使得进入到所述组合式发动机内的来流空气量符合预设值。

3.根据权利要求1所述的组合式发动机，其特征在于，所述来流空气入口和所述预冷介质入口在所述本体上反向设置，所述来流空气出口和所述预冷介质出口在所述本体上反向设置。

4.根据权利要求3所述的组合式发动机，其特征在于，所述来流空气入口以及所述预冷介质出口位于所述本体沿长度方向的一个端部，所述预冷介质入口以及所述来流空气出口位于所述本体沿长度方向的另一个端部。

5.根据权利要求4所述的组合式发动机，其特征在于，所述换热器还包括设置在所述本体内的预冷管道，所述预冷管道具有入口和出口，所述预冷管道的入口形成所述预冷介质入口，所述预冷管道的出口形成所述预冷介质出口；所述预冷管道和所述本体之间具有间隙，所述间隙形成冷却通道，以供所述来流空气在所述冷却通道内冷却。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的组合式发动机，其特征在于，所述预冷介质在预设超临界压力条件下工作。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的组合式发动机，其特征在于，所述组合式发动机还包括设置在所述壳体内的预冷介质容纳箱和预冷介质泵，所述预冷介质泵用于将所述预冷介质容纳箱内的所述预冷介质泵送至所述换热器内。

8.一种飞行器，包括权利要求1-7任意一项所述的组合式发动机。