[发明专利]一种双连续爆轰模态火箭基组合循环发动机

权利要求书

1.一种双连续爆轰模态火箭基组合循环发动机，其特征在于，包括外壳以及中心体；

所述外壳为薄壁空心状结构，包括沿轴向依次连接的隔离段外部短圆筒段、隔离段外部渐扩短圆筒段、突扩段外部短圆筒段以及长圆筒段；沿从所述隔离段外部短圆筒段朝向所述长圆筒段的方向，所述隔离段外部渐扩短圆筒段的内径和所述突扩段外部短圆筒段的内径均逐渐增大；所述隔离段外部渐扩短圆筒段的最小内径等于所述隔离段外部短圆筒段的内径，最大内径等于所述突扩段外部短圆筒段的最小内径；所述突扩段外部短圆筒段的最大内径等于所述长圆筒段的内径；

所述中心体同轴安装于所述外壳内，前端部伸出于所述外壳，并包括沿轴向依次设置的中心锥、储存腔、喷注面板、火箭式连续爆轰燃烧室以及火箭式连续爆轰发动机尾喷管；所述储存腔包括燃料储存腔和氧化剂储存腔；所述喷注面板设置有燃料喷注通道和氧化剂喷注通道；所述燃料喷注通道的一端与所述燃料储存腔连通，另一端与所述火箭式连续爆轰燃烧室连通；所述氧化剂喷注通道的一端与所述氧化剂储存腔连通，另一端与所述火箭式连续爆轰燃烧室连通；

所述中心锥与所述隔离段外部短圆筒段之间的环形空腔形成进气道；所述中心体与所述隔离段外部渐扩短圆筒段之间形成渐扩式进气隔离段；所述中心体与所述突扩段外部短圆筒段之间形成截面积突然增大的突扩通道，用于进气的降速增压；所述中心体与所述长圆筒段之间形成冲压式连续爆轰燃烧室；所述突扩段外部短圆筒段设置有沿周向均匀分布的多个燃料喷射孔；通过燃料喷射孔进入所述冲压式连续爆轰燃烧室中的燃料与进气来流进行掺混，形成连续爆轰；

所述中心体后侧的所述长圆筒段形成组合循环发动机的喷管；

沿所述外壳的轴向，所述中心体的后端部位于所述长圆筒段的中部；所述火箭式连续爆轰燃烧室的长度小于所述冲压式连续爆轰燃烧室的长度，所述火箭式连续爆轰燃烧室的截面积小于所述冲压式连续爆轰燃烧室的截面积；

组合循环发动机在零速启动时，采用连续爆轰火箭模态，通过所述燃料喷注通道进入所述火箭式连续爆轰燃烧室中的燃料、以及通过所述氧化剂喷注通道进入所述火箭式连续爆轰燃烧室中的氧化剂进入所述火箭式连续爆轰燃烧室掺混形成可爆燃气，起爆后形成连续爆轰波，高温燃气从所述火箭式连续爆轰发动机尾喷管喷出，同时对环境空气具有引射效果进而产生推力，实现飞行器的零速启动；

组合循环发动机工作于冲压模态时，所述中心锥与所述可伸缩外唇罩之间形成激波压缩来流空气，来流空气与燃料在渐扩式进气隔离段中形成预燃激波串，防止所述冲压式连续爆轰燃烧室的反压影响上游进气。

2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，还包括可伸缩外唇罩；

所述可伸缩外唇罩的一端部套接于所述隔离段外部短圆筒段的外周侧，另一端部朝向远离所述长圆筒段的一侧延伸且能够随着发动机工作模态的改变沿所述外壳的轴向伸缩，从而在所述中心锥与所述可伸缩外唇罩之间形成截面可调进气道。

3.如权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述中心体通过沿周向均匀分布的连接管固定安装于所述隔离段外部短圆筒段的内壁；

至少一个连接管用于形成连通所述燃料储存腔与所述外壳外部的燃料储箱的通道，至少另一个连接管用于形成连通所述氧化剂储存腔与所述外壳外部的氧化剂储箱的通道；

通过所述燃料喷注通道进入所述火箭式连续爆轰燃烧室中的燃料以及通过所述氧化剂喷注通道进入所述火箭式连续爆轰燃烧室中的氧化剂，在所述火箭式连续爆轰燃烧室中进行掺混、起爆后形成连续爆轰波，爆轰产生的高温燃气依次通过所述火箭式连续爆轰发动机尾喷管喷出。

4.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述燃料储存腔和所述氧化剂储存腔为同心设置的环形腔。

5.如权利要求1-4任一项所述的发动机，其特征在于，所述火箭式连续爆轰发动机尾喷管采用渐缩式喷管；

所述火箭式连续爆轰燃烧室采用空筒燃烧室。

6.如权利要求1-4任一项所述的发动机，其特征在于，组合循环发动机的整体呈轴对称结构。

7.如权利要求1-4任一项所述的发动机，其特征在于，所述燃料喷注通道沿周向均匀分布；

所述氧化剂喷注通道与所述燃料喷注通道一一对应且相邻设置。