無法通入經(jīng)由內(nèi)進(jìn)氣道34進(jìn)入第一燃燒室33，啟動第二閥V2，氧化劑儲罐35內(nèi)的氧化劑經(jīng)由氧化劑輸出管36以及內(nèi)進(jìn)氣道34進(jìn)入第一燃燒室33，并與經(jīng)由燃料入口 21、燃料輸入管37、燃料收集管38、燃料輸出管39、燃料進(jìn)管3A以及燃料噴口 3B進(jìn)入第一燃燒室33的燃料反應(yīng)，完成所述組合式火箭發(fā)動機的啟動；所述組合式火箭發(fā)動機啟動后，打開第一閥VI并關(guān)閉第二閥V2，從外部引射大量的空氣經(jīng)由內(nèi)進(jìn)氣道34進(jìn)入第一燃燒室33、經(jīng)由外進(jìn)氣道4進(jìn)入第二燃燒室5，所述組合式火箭發(fā)動機在以后的運行過程中，空氣與進(jìn)入第一燃燒室33的燃料爆震燃燒，經(jīng)由殼體32的出口 331噴出高溫燃?xì)獠⒔?jīng)由第二燃燒室5以及超聲速噴口 12快速排出以產(chǎn)生推力；由殼體32的出口 331噴出的高溫燃?xì)饨?jīng)過第二燃燒室5時，點燃固體藥柱6，固體藥柱6與經(jīng)由外進(jìn)氣道4流入的空氣反應(yīng)燃燒并產(chǎn)生高溫燃?xì)?，高溫燃?xì)饨?jīng)由超聲速噴口 12快速排出以產(chǎn)生推力；當(dāng)固體藥柱6燃盡后，由殼體32的出口 331噴出的高溫燃?xì)庵械奈慈既剂吓c經(jīng)由外進(jìn)氣道4流入的空氣再次反應(yīng)燃燒以產(chǎn)生推力。
[0044]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，將爆震發(fā)動機3與固體藥柱6集成在外殼1內(nèi)，而爆震發(fā)動機3中燃料的燃燒以及固體藥柱6的燃燒生成的高溫燃?xì)饽軌虼蠓仍龃笏鼋M合式火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力，進(jìn)而提高了所述組合式火箭發(fā)動機的熱力學(xué)效率以及動力系統(tǒng)的性能；爆震發(fā)動機3設(shè)置于外殼1的前端，縮小了第一燃燒室33的尺寸，節(jié)省內(nèi)部空間，簡化所述組合式火箭發(fā)動機的結(jié)構(gòu)；同時，節(jié)省的內(nèi)部空間能夠增加固體藥柱6的體積，提升所述組合式火箭發(fā)動機的動力系統(tǒng)的性能；當(dāng)固體藥柱6燃盡后，由殼體32的出口 331噴出的高溫燃?xì)庵械奈慈既剂吓c經(jīng)由外進(jìn)氣道4流入的空氣再次反應(yīng)燃燒以產(chǎn)生推力，避免燃料的浪費，提高了所述組合式火箭發(fā)動機的經(jīng)濟(jì)性能。
[0045]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖1、圖2和圖5，在一實施例中，超聲速噴口 12呈喇叭形。
[0046]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖1、圖2和圖5，在一實施例中，前體311的外形呈錐形。
[0047]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖1、圖2和圖5，在一實施例中，中心錐體31的后體312的后端為漸縮的錐形，以使第一燃燒室33在軸向上的末端的出口 331為塞式噴口。
[0048]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖3和圖7，在一實施例中，所述多個燃料入口 21為四個。
[0049]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖3和圖7，在一實施例中，所述多個內(nèi)進(jìn)氣道34為四個且相鄰內(nèi)進(jìn)氣道34之間的夾角為90度。
[0050]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖5和圖6，在一實施例中，內(nèi)進(jìn)氣道34的內(nèi)表面為變截面，且沿軸向朝向第一燃燒室33的方向由寬變窄。
[0051 ] 在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖4，在一實施例中，所述多個燃料輸出管39為四個且相鄰燃料輸出管39之間的夾角為90度。
[0052]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，在一實施例中，中心錐體31的后體312與前體311通過焊接成為一體。
[0053]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，參照圖1、圖2和圖5，在一實施例中，固體藥柱6為環(huán)形。
[0054]在根據(jù)本發(fā)明的組合式火箭發(fā)動機中，在一實施例中，固體藥柱6完全燃燒后所述組合式火箭發(fā)動機的速度能夠達(dá)到3馬赫。
【主權(quán)項】
1.一種組合式火箭發(fā)動機，其特征在于，包括: 外殼(1)，具有: 空氣入口(11)，設(shè)置于外殼(1)的前端，呈環(huán)形，連通外部大氣；以及 超聲速噴口(12)，設(shè)置于外殼(1)的后端； 固定導(dǎo)向柱(2)，設(shè)有多個燃料入口(21)，燃料入口(21)設(shè)置于固定導(dǎo)向柱(2)的外側(cè)表面上，連通外部的燃料供給裝置； 爆震發(fā)動機(3)，包括: 中心錐體(31)，具有: 前體(311)，從外殼⑴的前端伸出且后部連接于固定導(dǎo)向柱(2);以及 后體(312)，位于外殼⑴中，與中心錐體(31)的前體(311) —體形成； 殼體(32)，圍繞整個后體(312)并固定設(shè)置于前體(311)后部的外表面，與整個后體(312)的外表面圍成軸向延伸的第一燃燒室(33)，第一燃燒室(33)在軸向上的末端為出口(331); 多個內(nèi)進(jìn)氣道(34)，一端經(jīng)由第一閥(VI)與空氣入口(11)連通，另一端與第一燃燒室(33)連通； 氧化劑儲罐(35)，收容于前體(311)內(nèi)； 多個氧化劑輸出管(36)，設(shè)置于前體(311)內(nèi)，一端經(jīng)由第二閥(V2)與氧化劑儲罐(35)連通，另一端與對應(yīng)的內(nèi)進(jìn)氣道(34)連通； 多個燃料輸入管(37)，設(shè)置于前體(311)內(nèi)，一端與對應(yīng)的燃料入口(21)連通； 燃料收集管(38)，在中心錐體(31)的前體(311)和后體(312)之間并位于中心錐體(31)的前體(311)和后體(312)內(nèi)部，連通燃料輸入管(37)，收集由燃料輸入管(37)輸入的燃料； 多個燃料輸出管(39)，設(shè)置在中心錐體(31)的后體(312)內(nèi)并且周向分布、徑向延伸，各燃料輸出管(39)的一端連通燃料收集管(38); 燃料進(jìn)管(3A)，設(shè)置在中心錐體(31)的后體(312)內(nèi)部，呈環(huán)形，與所述多個燃料輸出管(39)的另一端均連通，接收經(jīng)由所述多個燃料輸出管(39)通入的燃料；以及 多個燃料噴口(3B)，周向均勻分布在設(shè)置在中心錐體(31)的后體(312)內(nèi)且開口設(shè)于中心錐體(31)的后體(312)的外表面上并徑向延伸，各燃料噴口(3B)連通燃料進(jìn)管(3A)和第一燃燒室(33); 外進(jìn)氣道(4)，設(shè)置于外殼⑴和爆震發(fā)動機(3)之間，一端連通于外殼⑴的空氣入口 (11); 第二燃燒室(5)，設(shè)置于外殼⑴內(nèi)的位于殼體(32)與中心錐體(31)的后體(312)后方的空間，前端連通于第一燃燒室(33)的出口(331)以及外進(jìn)氣道(4)的另一端，后端連通于外殼⑴的超聲速噴口(12);以及 固體藥柱(6)，收容并固定于外殼(1)內(nèi)且位于第二燃燒室(5)內(nèi)，且內(nèi)部中空以供空氣流動； 其中，所述組合式火箭發(fā)動機啟動時，外部的空氣無法通入經(jīng)由內(nèi)進(jìn)氣道(34)進(jìn)入第一燃燒室(33)，啟動第二閥(V2)，氧化劑儲罐(35)內(nèi)的氧化劑經(jīng)由氧化劑輸出管(36)以及內(nèi)進(jìn)氣道(34)進(jìn)入第一燃燒室(33)，并與經(jīng)由燃料入口(21)、燃料輸入管(37)、燃料收集管(38)、燃料輸出管(39)、燃料進(jìn)管(3A)以及燃料噴口(3B)進(jìn)入第一燃燒室(33)的燃料反應(yīng)，完成所述組合式火箭發(fā)動機的啟動；所述組合式火箭發(fā)動機啟動后，打開第一閥(VI)并關(guān)閉第二閥(V2)，從外部引射大量的空氣經(jīng)由內(nèi)進(jìn)氣道(34)進(jìn)入第一燃燒室(33)、經(jīng)由外進(jìn)氣道(4)進(jìn)入第二燃燒室(5)，所述組合式火箭發(fā)動機在以后的運行過程中，空氣與進(jìn)入第一燃燒室(33)的燃料爆震燃燒，經(jīng)由殼體(32)的出口(331)噴出高溫燃?xì)獠⒔?jīng)由第二燃燒室(5)以及超聲速噴口(12)快速排出以產(chǎn)生推力；由殼體(32)的出口(331)噴出的高溫燃?xì)饨?jīng)過第二燃燒室(5)時，點燃固體藥柱(6)，固體藥柱(6)與經(jīng)由外進(jìn)氣道(4)流入的空氣反應(yīng)燃燒并產(chǎn)生高溫燃?xì)?，高溫燃?xì)饨?jīng)由超聲速噴口(12)快速排出以產(chǎn)生推力；當(dāng)固體藥柱(6)燃盡后，由殼體(32)的出口(331)噴出的高溫燃?xì)庵械奈慈既剂吓c經(jīng)由外進(jìn)氣道(4)流入的空氣再次反應(yīng)燃燒以產(chǎn)生推力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，其特征在于，超聲速噴口(12)呈喇叭形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，其特征在于，前體(311)的外形呈錐形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，其特征在于，中心錐體(31)的后體(312)的后端為漸縮的錐形，以使第一燃燒室(33)在軸向上的末端的出口(331)為塞式噴□ ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，所述多個燃料入口(21)為四個。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，所述多個內(nèi)進(jìn)氣道(34)為四個且相鄰內(nèi)進(jìn)氣道(34)之間的夾角為90度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，內(nèi)進(jìn)氣道(34)的內(nèi)表面為變截面，且沿軸向朝向第一燃燒室(33)的方向由寬變窄。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，所述多個燃料輸出管(39)為四個且相鄰燃料輸出管(39)之間的夾角為90度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，其特征在于，中心錐體(31)的后體(312)與前體(311)通過焊接成為一體。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式火箭發(fā)動機，其特征在于，固體藥柱(6)為環(huán)形。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種組合式火箭發(fā)動機，包括外殼、固定導(dǎo)向柱、爆震發(fā)動機、外進(jìn)氣道、第二燃燒室及固體藥柱。組合式火箭發(fā)動機將爆震發(fā)動機與固體藥柱集成在外殼內(nèi)，而爆震發(fā)動機中燃料及固體藥柱的燃燒生成的高溫燃?xì)饽軌虼蠓仍龃螽a(chǎn)生的推力，進(jìn)而提高了組合式火箭發(fā)動機的熱力學(xué)效率及動力系統(tǒng)的性能；爆震發(fā)動機設(shè)置于外殼的前端，縮小了第一燃燒室的尺寸，節(jié)省內(nèi)部空間，簡化組合式火箭發(fā)動機的結(jié)構(gòu)；節(jié)省的內(nèi)部空間能夠增加固體藥柱的體積，提升組合式火箭發(fā)動機的動力系統(tǒng)的性能；當(dāng)固體藥柱燃盡后，由殼體的出口噴出的高溫燃?xì)庵械奈慈既剂吓c經(jīng)由外進(jìn)氣道流入的空氣反應(yīng)燃燒以產(chǎn)生推力，避免燃料的浪費，提高組合式火箭發(fā)動機的經(jīng)濟(jì)性能。
【IPC分類】F02K9/10, F02K9/08, F02K9/32
【公開號】CN105257429
【申請?zhí)枴緾N201510853470
【發(fā)明人】王兵, 謝嶠峰
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月30日