一种并联式火箭冲压组合发动机的制作方法

1.本实用新型属于航空发动机领域，具体涉及一种并联式火箭冲压组合发动机。


背景技术：

2.火箭基组合循环发动机(rocke
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based combined cycle，rbcc)是火箭发动机、冲压发动机的组合循环发动机，其中冲压发动机的形式可为压燃冲压发动机，也可为超燃冲压发动机。rbcc发动机的工作马赫数范围理论上可达到ma0～25，因此是无人飞行器、高超声速飞行器、天地往返运输系统等多种飞行器的可用动力装置之一，但目前针对rbcc发动机的研究主要集中在大气层内或临近空间内。
3.典型的rbcc发动机方案包括strutjet、a5、gtx、istar、cce
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rbcc、jaxa
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rbcc等，这些rbcc发动机主要采用超燃冲压发动机，其飞行马赫数可以更高，但相应的在吸气式模态下其比冲也就更低，发动机经济性差；此外，上述rbcc发动机主要采用矩形结构或侧置式结构，能够布置的火箭发动机台数较少，使得火箭发动机的推力大小及方向调节能力不足，不利于rbcc发动机的更多飞行任务。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种并联式火箭冲压组合发动机，其推力大小以及推力方向的调节能力大大增强，可以适应更多的飞行任务。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种并联式火箭冲压组合发动机，包括冲压流道和多个并联设于所述冲压流道外周的火箭发动机，所述冲压流道包括依次串联连接设置的进气道、隔离段、冲压燃烧室和尾喷管，所述冲压流道的外周还设有用于向所述火箭发动机提供氧化剂的氧化剂贮箱、用于向所述火箭发动机和所述冲压燃烧室分别提供燃料的燃料贮箱、用于对所述冲压燃烧室所需的燃料进行增压的空气涡轮泵以及用于对所述火箭发动机所需的氧化剂和燃料进行增压的燃气发生器和燃气涡轮泵。
6.进一步的，所述火箭发动机的数量为偶数。
7.进一步的，多个所述火箭发动机等距间隔设于所述尾喷管的外周。
8.进一步的，每一个所述火箭发动机的前端均连接设有控制阀。
9.进一步的，所述进气道内设有中心锥。
10.进一步的，所述中心锥为空心结构。
11.进一步的，所述中心锥内设有用于控制所述控制阀的控制器。
12.进一步的，所述燃料贮箱设于所述冲压燃烧室的外周。
13.进一步的，所述燃气发生器、氧化剂贮箱、空气涡轮泵和燃气涡轮泵均设于所述隔离段的外周。
14.本实用新型具有以下有益效果：
15.本实用新型中冲压流道与火箭发动机均能够单独工作，也可以同时工作或同时部
分工作，从而能够提供三种产生推力的模式，并且当火箭发动机工作时，通过控制对称偶数数量的火箭发动机的开启或关闭，能够实现火箭发动机提供的推力的大小的调节与控制；通过控制任意台数、任意方向的火箭发动机的开启或关闭，能够实现火箭发动机提供的推力的方向的调节与控制，进而实现了火箭轨道或姿态的控制，实现了巡航下的推力改变、轨道或姿态调节等。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的并联式火箭冲压组合发动机的示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的并联式火箭冲压组合发动机的右视图。
19.图中标识说明：
20.1－冲压流道、11－进气道、12－隔离段、13－冲压燃烧室、14－尾喷管、15－中心锥、16－控制器、2－火箭发动机、21－控制阀、3－氧化剂贮箱、4－燃料贮箱、5－空气涡轮泵、6－燃气发生器、7－燃气涡轮泵。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
23.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
24.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
25.实施例
26.请参阅图1所示，本实用新型实施例提供的并联式火箭冲压组合发动机，包括冲压流道1和多个并联设于冲压流道1的外周的火箭发动机2，冲压流道1包括依次串联连接设置的进气道11、隔离段12、冲压燃烧室13和尾喷管14，在冲压流道1的外周还设有用于向火箭发动机2提供氧化剂的氧化剂贮箱3、用于向火箭发动机2和冲压燃烧室13分别提供燃料的燃料贮箱4、用于对冲压燃烧室13所需的燃料进行增压的空气涡轮泵5以及用于对火箭发动
机所需的氧化剂和燃料进行增压的燃气发生器6和燃气涡轮泵7；在上述结构中，冲压流道1与火箭发动机2均可单独工作，也可以同时工作或同时部分工作，从而能够实现巡航下的推力改变、轨道或姿态调节等。
27.具体的，火箭发动机2的数量为八个，八个火箭发动机2等距间隔设于尾喷管14的外周，每一个火箭发动机2的前端均连接设有控制阀21；偶数数量的火箭发动机2能够保证并联式火箭冲压组合发动机的平衡，且能够实现对称数量的火箭发动机2的开启或关闭，进而实现推力的调节，控制阀21能够控制火箭发动机2的开启或关闭。
28.具体的，在进气道11内设有中心锥15，中心锥15能够实现来流空气的捕获，中心锥15为空心结构，中心锥15内设有用于控制控制阀21的控制器16，控制器16可以控制控制阀21，进而控制火箭发动机2的开启或关闭。
29.具体的，燃料贮箱4设于冲压燃烧室13的外周，燃气发生器6、氧化剂贮箱3、空气涡轮泵5和燃气涡轮泵7均设于隔离段的外周。
30.并联式火箭冲压组合发动机包含三种工作模式，分别为吸气式模式、火箭模式、混合模式；并联式火箭冲压组合发动机在吸气式模式下工作时，仅冲压流道1工作，火箭发动机2不工作；来流空气经进气道11、隔离段12后进入冲压燃烧室13，空气涡轮泵5从进气道11的出口处引取适量空气，对燃料贮箱4出口处的燃油进行增压，增压后的燃油进入冲压燃烧室13内，进入冲压燃烧室13内的空气及燃油组织燃烧，产生高温燃气，从尾喷管14排出，产生冲压推力。
31.并联式火箭冲压组合发动机在火箭模式下工作时，仅火箭发动机2工作，冲压流道1不工作；少量的氧化剂或氧化剂/燃油组合进入燃气发生器6内，产生高温燃气，高温燃气驱动燃气涡轮泵7起旋，分别对氧化剂及燃油进行增压输送；增压后的氧化剂和燃油经控制阀21进入火箭发动机2内，并在火箭发动机2内组织燃烧，产生高温燃气，高温燃气经火箭发动机2的出口排出，产生火箭推力。
32.并联式火箭冲压组合发动机在火箭模式工作下，控制器16接收到指令要求后，通过控制控制阀21，实现对称两台、对称四台或者对称八台等数量的火箭发动机2的开启或关闭，从而实现了火箭发动机2提供的推力的大小的调节与控制；并联式火箭冲压组合发动机在火箭模式工作下，控制器16接收到指令要求后，通过控制控制阀21，实现任意台数、任意方向的火箭发动机2的开启或关闭，从而实现了火箭发动机2提供的推力的方向的调节与控制，进而实现了火箭轨道或姿态的控制。
33.并联式火箭冲压组合发动机在混合模式下工作时，冲压流道1与火箭发动机2同时工作或同时部分工作，可以实现巡航下的推力增加、轨道或姿态调节等。
34.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。