[发明专利]一种复合机制全流量循环超声速推进系统及其工作方法

权利要求书

1.一种复合机制全流量循环超声速推进系统，其特征在于：包括进气道（1）、压气机（2）、扩压涵道（3）、轴（4）、开放型预燃驱动器（5）、封闭型预燃驱动器（6）、涡轮（7）、补燃推力器（8）、尾喷管（9），所述进气道（1）、压气机（2）、轴（4）、涡轮（7）、补燃推力器（8）、尾喷管（9）依次连接，所述压气机（2）与涡轮（7）通过轴（4）连接，所述涡轮（7）位于补燃推力器（8）进气口侧，所述尾喷管（9）与补燃推力器（8）出口连通；所述开放型预燃驱动器（5）和封闭型预燃驱动器（6）位于压气机（2）的出气口侧，所述开放型预燃驱动器（5）、封闭型预燃驱动器（6）的出口正对涡轮（7），用以推动涡轮（7）；所述开放型预燃驱动器（5）和封闭型预燃驱动器（6）交替周向分布于轴（4）外侧环向空间的扩压涵道（3）内；所述开放型预燃驱动器（5）的工作介质为燃料与空气；所述封闭型预燃驱动器（6）以自带推进剂作为工作介质，该推进剂为单组元推进剂、双组元推进剂或三组元推进剂；所述开放型预燃驱动器（5）和封闭型预燃驱动器（6）均正对涡轮（7），均可独立推动涡轮（7）；

该系统具体包括以下工作模式：

火箭起动机制：在该机制下，系统主要由封闭型预燃驱动器（6）工作驱动涡轮（7），直接带动压气机（2）工作，伴随着补燃推力器（8）迅速建压，可在极短的时间内完成起动，不需要任何传统航发起动过程所依赖的辅助系统；该起动机制工作模式可快速实现推进系统的自启动；

完全涡喷机制：在该完全涡喷机制下，推进系统完全由开放型预燃驱动器（5）驱动涡轮（7），实现高的比冲特性和燃油经济性，可大幅提高航程；该完全涡喷机制适合低速的巡航任务；

全机制工作模式：全开所有开放型预燃驱动器（5）、封闭型预燃驱动器（6）对涡轮（7）做功，可实现发动机最大功率工作，使涡轮（7）工作满负荷；此时，推力最大，达到目标飞行速度的燃料经济性最优；该全机制工作模式适合起飞加速爬升阶段；

复合工作机制：开放型预燃驱动器（5）、封闭型预燃驱动器（6）以任意数量进行组合工作；复合工作机制可充分结合涡喷与火箭发动机各自的优势，实现不同推力量级的调节，有利于在不同的飞行马赫数下，优化实现最佳比冲和燃油经济性；该复合工作机制模式适合高速巡航和战术机动。

2.如权利要求1所述的一种复合机制全流量循环超声速推进系统，其特征在于：所述开放型预燃驱动器（5）的壁面周向布置有多个空气孔洞，以方便工作介质与空气混合。

3.如权利要求1所述的一种复合机制全流量循环超声速推进系统，其特征在于：所述开放型预燃驱动器（5）和封闭型预燃驱动器（6）均为独立的圆柱形结构，所述扩压涵道（3）的周向交替布置有多个开放型预燃驱动器（5）和封闭型预燃驱动器（6）。

4.如权利要求1所述的一种复合机制全流量循环超声速推进系统，其特征在于：所述扩压涵道（3）的进气端具有沿空气流通方向环形截面的面积逐渐增大的通道，所述扩压涵道（3）的出气端具有沿空气流通方向环形截面的面积逐渐减小的通道。