[发明专利]一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机及控制方法

权利要求书

1.一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：包括进水管路、预置氧化剂储存装置、进气装置和发动机主体，发动机主体包括燃气发生器、与燃气发生器相连通的补燃室、设置在补燃室端部的尾喷管，在燃气发生器内设置有金属基固体推进剂，进水管路包括主进水管、与主进水管连接的进水管缓冲室、与进水管缓冲室连接的一次进水管和二次进水管，一次进水管和二次进水管的端部分别与补燃室连通且在管路上设置有进水管球形阀，预置氧化剂储存装置的端面上设置有预置氧化剂排出管，预置氧化剂排出管的个数与一次进水管和二次进水管的总数相等，所述预置氧化剂排出管的端部与对应的一次进水管和二次进水管连接，且在连接处均设置了氧化剂储箱球形阀，进气装置包括沿周向对称设置在补燃室外表面的进气管及设置在进气管上的进气道球形阀。

2.根据权利要求1所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：所述一次进水管和二次进水管分别有四个且交替设置，二次进水管的长度大于一次进水管的长度。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：燃气发生器包括依次连接的燃气发生器前封头、燃气发生器筒体和燃气发生器喷管，金属基固体推进剂通过药柱前支撑件与燃气发生器前封头连接；补燃室包括与燃气发生器喷管连接的补燃室前盖、与补燃室前盖连接的补燃室筒体；尾喷管包括与补燃室筒体连接的尾喷管收敛段、与尾喷管收敛段连接的尾喷管扩张段。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：预置氧化剂储存装置包括预置氧化剂储箱前盖、预置氧化剂储箱筒体、预置氧化剂储箱后盖，预置氧化剂排出管与预置氧化剂储箱后盖上的开孔连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：预置氧化剂储存装置包括预置氧化剂储箱前盖、预置氧化剂储箱筒体、预置氧化剂储箱后盖，预置氧化剂排出管与预置氧化剂储箱后盖上的开孔连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：所述进气管有四个。

7.根据权利要求3所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：所述进气管有四个。

8.根据权利要求4所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：所述进气管有四个。

9.根据权利要求5所述的一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机，其特征在于：所述进气管有四个。

10.一种基于金属燃料的跨介质双模态冲压发动机的控制方法，其特征在于：包括所述的跨介质双模态冲压发动机，控制过程如下：

(1)空气冲压阶段：主进水管、一次进水管、二次进水管与预置氧化剂储箱不工作，进气道进入的空气与燃气发生器产生的燃气反应产生推力；

(2)入水阶段：主进水管与进气道不工作，预置氧化剂储箱中的氧化剂通过一次进水管和二次进水管进入补燃室与燃气发生器产生的燃气反应产生推力；

(3)水冲压阶段：进气道与预置氧化剂储箱不工作，海水经过进水管、一次进水管、二次进水管进入补燃室，并与燃气发生器产生的燃气反应产生推力；

(4)出水加速阶段：主进水管与进气道不工作，预置氧化剂储箱中的氧化剂再次通过一次进水管和二次进水管进入补燃室与燃气发生器产生的燃气反应产生推力，到航行体加速到空气冲压所需速度时，一次进水管、二次进水管与预置氧化剂储箱停止工作，进气道开始工作，发动机重回空气冲压阶段；

(5)重回空气冲压阶段：发动机重新进入空气冲压模态；在航行体出水加速达到空气冲压所需的速度之后，进水管球形阀:和氧化剂储箱球形阀关闭，进气道球形阀打开，发动机重回空气冲压模态，持续产生推力。