[发明专利]一种火箭基爆震冲压组合循环发动机及其使用方法和应用

权利要求书

1.一种火箭基爆震冲压组合循环发动机，其特征在于，包括依次连接的中心锥体（1）、壳体（2）、尾喷管（3），所述中心锥体（1）的底部伸入壳体（2）内部与固定隔板（5）连接，所述中心锥体（1）的锥体部分与壳体（2）的内壁形成可调进气道（4），所述壳体（2）内部设置有火箭发动机（8）、将所述火箭发动机（8）环形包围的圆环状的爆震冲压燃烧室（7），所述尾喷管（3）与所述火箭发动机（8）连接，所述尾喷管（3）的叶片形成的内部通道为所述火箭发动机（8）的火箭喷管（10），所述尾喷管（3）的叶片与所述壳体（2）的内壁形成的外环通道为冲压喷管（11），所述可调进气道（4）、爆震冲压燃烧室（7）和冲压喷管（11）依次连通，所述固定隔板（5）与所述火箭发动机（8）之间设置有引射火箭簇（6），所述引射火箭簇（6）与爆震冲压燃烧室（7）连通，所述中心锥体（1）能够沿中轴线向前或向后平移，调节可调进气道（4）的开度；所述可调进气道（4）设置有分层调节片（12），所述分层调节片（12）与所述中心锥体（1）通过导轨连接，所述中心锥体（1）前移时，所述分层调节片（12）压缩，所述可调进气道（4）喉部面积缩小，所述中心锥体（1）移动至最前端，所述分层调节片（12）封闭，所述可调进气道（4）闭合；所述中心锥体（1）移动至最后端时，所述分层调节片（12）全开，所述可调进气道（4）完全开启。

2.根据权利要求1所述的组合循环发动机，其特征在于，所述尾喷管（3）的叶片为可调叶片（9），所述可调叶片（9）能够扩张或收拢，调节所述火箭喷管（10）和所述冲压喷管（11）的开度。

3.根据权利要求2所述的组合循环发动机，其特征在于，所述可调叶片（9）为轴对称伞状。

4.根据权利要求1所述的组合循环发动机，其特征在于，所述引射火箭簇（6）沿固定隔板（5）壁面周向布置。

5.根据权利要求1所述的组合循环发动机，其特征在于，所述引射火箭簇（6）通过引射通道（13）与爆震冲压燃烧室（7）连通。

6.根据权利要求2或3所述的组合循环发动机的使用方法，其特征在于，所述组合循环发动机工作模态分为5个阶段：

阶段1，飞行马赫为0-2，可调进气道处于最大开度,冲压喷管处于设定开度，引射火箭簇开启，爆震冲压燃烧室工作，火箭发动机开启；

阶段2，飞行马赫为2-4，所述中心锥体（1）前移，可调进气道压缩程度提高；

阶段3，飞行马赫为4-7，引射火箭簇关闭，所述中心锥体继续前移，可调进气道压缩程度继续提高，可调叶片完全收拢，冲压喷管处于最大开度，火箭喷管关闭，火箭发动机关闭；

阶段4，飞行马赫为7-10，所述中心锥体继续前移，可调进气道压缩程度继续提高；

阶段5，飞行马赫为10以上直至入轨，所述中心锥体前移至最前端，可调进气道关闭，可调叶片完全扩张，火箭喷管处于最大开度，冲压喷管关闭，火箭发动机开启，爆震冲压燃烧室关闭。

7.根据权利要求6所述的组合循环发动机的使用方法，其特征在于，所述阶段1中，冲压喷管处于设定开度是指，冲压喷管处于最佳膨胀比状态，所述最佳膨胀比状态是指冲压喷管喷出的气体的压力，与出口处大气压力一致。

8.根据权利要求1-5任一项所述的火箭基爆震冲压组合循环发动机的应用，其特征在于，所述应用包括作为空天飞行器的发动机。