[发明专利]变模态分级燃烧固体火箭冲压组合发动机

说明书

本发明公开了变模态分级燃烧固体火箭冲压组合发动机，包括轴向上依次连接的前一次燃烧室、后一次燃烧室、流量调节室和主燃烧室，主燃烧室还通过进气管道与外界空气连通，该流量调节室内设置为外通道和内通道，它们均沿轴向设置，且同轴套设在一起；内通道与前一次燃烧室和主燃烧室轴向连通，并且内通道与前一次燃烧室是通过后一次燃烧室相连通；外通道与后一次燃烧室和主燃烧室轴向连通；在不同模态下，流量调节室内控制通过的富氧推进剂一次燃烧后的气流，在需要外界空气进入主燃烧室时，使主燃烧室与外界空气相连通。该变模态分级燃烧固体火箭冲压组合发动机既不限制固体火箭发动机性能与优势的发挥、又能运用冲压发动机优越的性能，还能使飞行器在大气层外工作。

技术领域

本发明属于航天科学技术领域，具体涉及变模态分级燃烧固体火箭冲压组合发动机。

背景技术

目前，由于冲压发动机能以其特有的性能优越性来满足在大气层内飞行的飞行器的要求，特别是在军事上对飞行器高速远航程的要求。冲压发动机的运用和发展是很多学校、科研院所甚至军工单位十分重视的问题。由于冲压发动机工作条件的限制，需要飞行器达到一定速度，冲压发动机才可以正常工作。一般情况下都是采用冲压发动机和其他发动机组合的方式或者搭载在飞行器上用飞行器的飞行速度来保证冲压发动机的正常工作。并且由于冲压发动机是利用空气中的氧气进行工作的，这也天生就限制了其在大气层外工作的能力。

传统的固体火箭冲压组合发动机，一般的工作方式都为使冲压发动机与固体火箭发动机组合在一起，在地面发射时，先由固体火箭发动机开始工作。当将飞行器助推到一定的速度后，冲压发动机再开始工作。这样缺点在于，首先两个发动机组合起来，固体火箭发动机只起到助推的作用，增加了许多消极质量以及限制了固体火箭发动机发挥的功能与作用。另外，用于冲压发动机只能在大气层内工作，这也限制了飞行器设计时的飞行高度、航程和飞行器的灵活性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种变模态分级燃烧固体火箭冲压组合发动机，既不限制固体火箭发动机性能与优势的发挥、又能运用冲压发动机优越的性能，还能使飞行器在大气层外工作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，变模态分级燃烧固体火箭冲压组合发动机，包括轴向上依次连接的前一次燃烧室、后一次燃烧室、流量调节室和主燃烧室，主燃烧室还通过进气管道与外界空气连通，其中一个一次燃烧室内用于装填富氧推进剂，另一个用于装填富燃推进剂，并且，各所述一次燃烧室内用于对应推进剂的第一次燃烧；

该流量调节室内设置为外通道和内通道，它们均沿轴向设置，且同轴套设在一起；内通道与前一次燃烧室和主燃烧室轴向连通，并且内通道与前一次燃烧室是通过后一次燃烧室相连通；外通道与后一次燃烧室和主燃烧室轴向连通；在不同模态下，流量调节室内控制通过的富氧推进剂一次燃烧后的气流，以满足不同模态下需要的能量，在需要外界空气进入主燃烧室时，使主燃烧室与外界空气相连通，最终气流在主燃烧室内燃烧。

进一步地，该用于富氧推进剂一次燃烧后的气流通过的通道内还设置有流量调节装置，设定前一次燃烧室内装填的是富氧推进剂，内通道内通过的是一次燃烧后的富氧气流。

进一步地，该前一次燃烧室内装填推进剂后，沿其中轴线轴向形成一燃气流道；

后一次燃烧室包括中空的外壳体，外壳体内同轴套设有一中空的内壳体，两壳体间形成环形的推进剂装填腔体，内部还用于推进剂的燃烧，其一端封闭，另一端与外通道相连通；内壳体的中空腔体与燃气流道的位置相对应，与燃气流道和内通道轴相连通。

进一步地，该流量调节装置包括设置于内通道的遮挡板，遮挡板可在其内部纵向伸缩，直至完全阻挡其纵向空间。

本发明还公开了上述的变模态分级燃烧固体火箭冲压组合发动机的工作方式，该工作方式如下：