[发明专利]空气涡轮火箭冲压组合推进系统

权利要求书

1.一种空气涡轮火箭冲压组合推进系统，其特征在于，包括空气涡轮火箭发动机的核心机（5），所述的核心机（5）包括同轴设置的火箭燃气发生器（51）、涡轮（52）和压气机（53）；

所述的核心机（5）设置在所述空气涡轮火箭的中心流道（61）内，核心机（5）的外围设置有机匣（3），在机匣（3）内设有冲压隔离段流道（62），所述冲压隔离段流道（62）的前端对应中心流道（61）的进口设置有第一模态转换阀（21），所述冲压隔离段流道（62）的末端对应压气机（53）的出口设置有第二模态转换阀（22）；所述的火箭燃气发生器（51）设置在所述压气机（53）后，所述的火箭燃气发生器（51）外围对应压气机（53）出口和第二模态转换阀（22），第二模态转换阀（22）设置在压气机（53）出口后方，第一燃烧室（91）设置第二模态转换阀（22）后方；所述的火箭燃气发生器（51）后的涡轮（52）出口设置有第二燃烧室（92）；所述第一燃烧室（91）的尾喷管为外喷管（71），所述第二燃烧室（92）的尾喷管为内喷管（72），内喷管（72）的尾端伸出所述外喷管（71）的尾端，用于保证发动机燃烧状态的可调喉道（8）沿着所述内喷管（72）轴向移动设置在内喷管（72）的外壁上；

在所述中心流道（61）的进气端设有进气锥（1），进气锥（1）与所述的压气机（53）同轴设置，且沿轴向移动的设置在发动机主轴前端；

该推进系统包括以下三种工作状态：

所述的第一模态转换阀（21）和第二模态转换阀（22）处于张开状态，由发动机进气道进入的气流不通过冲压隔离段流道（62）进入中心流道（61），所述的火箭燃气发生器（51）与火箭燃料输送装置相连，火箭燃气发生器（51）工作时产生的富燃燃气驱动涡轮（52）带动压气机（53），压气机（53）吸入空气并增压，增压后的空气绕过涡轮（52）进入第一燃烧室（91），与换热后的二次燃料燃烧放热，并通过外喷管（71）产生涡轮火箭的推力，此时，所述的可调喉道（8）移动设置在外喷管（71）中，用于收敛或扩张所述的外喷管（71）；所述的燃气发生器（51）产生的燃气经过涡轮（52）流入第二燃烧室（92）和内喷管（72），此时的燃气的压力和温度较低，做功能力下降，燃气经过内喷管（72）仅产生少量推力，推力主要是在外喷管，此时发动机处于亚燃状态；

所述的第一模态转换阀（21）和第二模态转换阀（22）处于关闭状态，所述的进气锥（1）沿轴向向所述核心机（5）的方向移动并堵住所述的中心流道（61），由发动机进气道进入的气流直接通过冲压隔离段流道（62）流入第一燃烧室（91）并和第一燃烧室（91）中的燃料燃烧产生高温燃气，高温燃气流过外喷管（71）产生推力，此时发动机处于超燃状态，所述的可调喉道（8）此时固定设置在所述内喷管（72）的尾端，外喷管（71）的外侧；

还包括发动机的转模态状态，所述进气锥（1）向核心机（5）方向移动或背向移动，随着所述的第一模态转换阀（21）和第二模态转换阀（22）打开或关闭的面积变化，逐渐增加或减小流过所述冲压隔离段流道（62）的气流流量，进而相应的减小或增加中心流道（61）的气流流量，在可调喉道（8）的配合下，使发动机在所述的超燃状态与亚燃状态两种模态之间平稳切换。

2.如权利要求1所述的空气涡轮火箭冲压组合推进系统，其特征在于，还包括所述中心流道（61）内的核心机（5）前端设置有进气锥（1），进气锥（1）和核心机（5）进口之间设有换热器（4），且换热器（4）的轴心与压气机（53）同轴设置，所述的换热器（4）用于对由所述进气锥（1）进入的高温空气进行冷却。