火箭基組合發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機領(lǐng)域，尤其涉及一種火箭基組合發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，伴隨著對高超音速飛行器動力系統(tǒng)的研究的不斷深入，吸氣式組合發(fā)動機技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其中基于火箭的組合動力得到了深入的研究，其中將液體火箭或者固體火箭與沖壓發(fā)動機進行有效的組合，并且在不同的工作條件下，使得兩種不同的發(fā)動機發(fā)揮各自的最大性能優(yōu)勢，從而成功實現(xiàn)航空航天動力推進的最佳組合。雖然基于液/固火箭發(fā)動機的組合動力性能優(yōu)越，但作為燃氣發(fā)生器的液/固體火箭發(fā)動機性能已無法再進一步提高，這也很大程度上制約了火箭基組合動力的進一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的一個目的在于提供一種火箭基組合發(fā)動機，其能夠充分利用火箭基組合發(fā)動機的空間，大大提高了該火箭基組合發(fā)動機的熱力學(xué)效率。
[0004]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種火箭基組合發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)簡單，減小了火箭基組合發(fā)動機的零部件的尺寸，同時也減輕了火箭基組合發(fā)動機整體的重量，提高了其動力系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種火箭基組合發(fā)動機，其包括:連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機，作為引射裝置；以及固體發(fā)動機，作為推力裝置。
[0006]連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機包括:中心錐體、燃料收集管、多個燃料輸送通道、殼體、燃料進管、多個燃料噴口、氧化劑噴口、以及多個氧化劑輸送通道。
[0007]中心錐體具有:前體，位于火箭基組合發(fā)動機的前端；后體，連接中心錐體的前體并成為一體；以及環(huán)體，圍繞中心錐體的前體的后部設(shè)置，并連接于前體；燃料收集管設(shè)置在中心錐體的前體和后體之間并位于中心錐體的前體和后體內(nèi)部，具有燃料入口，收集經(jīng)由燃料入口輸入的燃料；多個燃料輸送通道設(shè)置在中心錐體的前體和后體之間并位于中心錐體的前體和后體內(nèi)部且周向分布、徑向延伸，各燃料輸送通道的一端連通燃料收集管；殼體圍繞整個環(huán)體及后體設(shè)置，且連接并收容中心錐體的環(huán)體，并與整個后體的外表面圍成軸向延伸的第一燃燒室，第一燃燒室在軸向上的末端為出口 ；燃料進管設(shè)置在中心錐體的前體和后體之間并位于中心錐體的前體和后體內(nèi)部，呈環(huán)形，與所述多個燃料輸送通道的另一端均連通，接收經(jīng)由所述多個燃料輸送通道輸入的燃料；多個燃料噴口周向均勻分布在中心錐體的前體和后體之間且開口于中心錐體的前體和后體的外表面上并徑向延伸，各燃料噴口連通燃料進管和第一燃燒室；氧化劑噴口均勻分布在中心錐體的環(huán)體朝向后體的端面上且沿軸向延伸，各氧化劑噴口連通第一燃燒室；多個氧化劑輸送通道設(shè)置在中心錐體的前體內(nèi)部，具有氧化劑入口以及用于收容由氧化劑入口輸入的氧化劑并向氧化劑噴口輸出所收容的氧化劑的收容凹部。
[0008]固體發(fā)動機包括:外殼和固體藥柱。外殼與連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的殼體連接，外殼的后端設(shè)置有超聲速噴口，外殼的位于超聲速噴口與中心錐體的后體之間的空間為第二燃燒室，第二燃燒室通過第一燃燒室的出口連通于第一燃燒室；固體藥柱與收容于外殼內(nèi)且位于第二燃燒室內(nèi)。
[0009]其中，從經(jīng)由燃料入口、燃料收集管、燃料輸送通道、燃料進管及燃料噴口進入到第一燃燒室的燃料與經(jīng)由氧化劑入口、氧化劑輸送通道及氧化劑噴口進入到第一燃燒室的氧化劑在第一燃燒室內(nèi)混合并形成爆震波且爆震波沿周向進行旋轉(zhuǎn)爆震燃燒，爆震燃燒后產(chǎn)生的高溫燃氣經(jīng)由第一燃燒室在軸向上的末端的出口排出，排出的高溫燃氣進入第二燃燒室并噴向固體藥柱使得固體藥柱燃燒，固體藥柱的燃燒使得高溫燃氣與燃燒的固體藥柱進行混合燃燒，混合燃燒的產(chǎn)生的混合燃燒燃氣膨脹加速并通過超聲速噴口向外排出產(chǎn)生推力。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]在根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機中，固體發(fā)動機通過外殼連接于連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的殼體而組合為火箭基組合發(fā)動機，這種組合發(fā)動機可充分利用連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的中心錐體的后體與固體發(fā)動機的超聲速噴口之間的空間(即第二燃燒室)，從而大大提高了該火箭基組合發(fā)動機的熱力學(xué)效率。此外，該火箭基組合發(fā)動機的結(jié)構(gòu)簡單，減小了火箭基組合發(fā)動機的零部件的尺寸，同時也減輕了火箭基組合發(fā)動機整體的重量，提高了其動力系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。
【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機的分解立體圖；
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機的軸向剖視圖；
[0014]圖3是圖1中圓圈部分的放大圖；
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機的連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的徑向剖視圖。
[0016]其中，附圖標記說明如下:
[0017]1連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機181氧化劑入口
[0018]11中心錐體182收容凹部
[0019]111前體2固體發(fā)動機
[0020]112后體21外殼
[0021]113環(huán)體211連接部
[0022]12燃料收集管22固體藥柱
[0023]121燃料入口23超聲速噴口
[0024]13燃料輸送通道A燃料儲罐
[0025]14殼體B氧化劑儲罐
[0026]141連接頭S爆破螺栓
[0027]15燃料進管C1第一燃燒室
[0028]16 燃料噴口C11 出口
[0029]17氧化劑噴口C2第二燃燒室
[0030]18氧化劑輸送通道
【具體實施方式】
[0031]下面參照附圖來詳細說明根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機。
[0032]參照圖1至圖4，根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機包括:連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機1，作為引射裝置；以及固體發(fā)動機2，作為推力裝置。
[0033]連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機1包括:中心錐體11、燃料收集管12、多個燃料輸送通道13、殼體14、燃料進管15、多個燃料噴口 16、氧化劑噴口 17、以及多個氧化劑輸送通道18。
[0034]中心錐體11具有:前體111，位于火箭基組合發(fā)動機的前端；后體112，連接中心錐體11的前體111并成為一體；以及環(huán)體113，圍繞中心錐體11的前體111的后部設(shè)置，并連接于前體111。
[0035]燃料收集管12設(shè)置在中心錐體11的前體111和后體112之間并位于中心錐體11的前體111和后體112內(nèi)部，具有燃料入口 121，收集經(jīng)由燃料入口 121輸入的燃料。
[0036]多個燃料輸送通道13設(shè)置在中心錐體11的前體111和后體112之間并位于中心錐體11的前體111和后體112內(nèi)部且周向分布、徑向延伸，各燃料輸送通道13的一端連通燃料收集管12。
[0037]殼體14圍繞整個環(huán)體113及后體112設(shè)置，且連接并收容中心錐體11的環(huán)體113，并與整個后體112的外表面圍成軸向延伸的第一燃燒室C1，第一燃燒室C1在軸向上的末端為出口 C11。
[0038]燃料進管15設(shè)置在中心錐體11的前體111和后體112之間并位于中心錐體11的前體111和后體112內(nèi)部，呈環(huán)形，與所述多個燃料輸送通道13的另一端均連通，接收經(jīng)由所述多個燃料輸送通道13輸入的燃料。
[0039]多個燃料噴口 16周向均勻分布在中心錐體11的前體111和后體112之間且開口于中心錐體11的前體111和后體112的外表面上并徑向延伸，各燃料噴口 16連通燃料進管15和第一燃燒室C1。
[0040]氧化劑噴口 17均勻分布在中心錐體11的環(huán)體113朝向后體112的端面上且沿軸向延伸，各氧化劑噴口 17連通第一燃燒室C1。
[0041]多個氧化劑輸送通道18設(shè)置在中心錐體11的前體111內(nèi)部，具有氧化劑入口 181以及用于收容由氧化劑入口 181輸入的氧化劑并向氧化劑噴口 17輸出所收容的氧化劑的收容凹部182。
[0042]固體發(fā)動機2包括:外殼21和固體藥柱22。
[0043]外殼21與連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機1的殼體14連接，外殼21的后端設(shè)置有超聲速噴口 23，外殼21的位于超聲速噴口 23與中心錐體11的后體112之間的空間為第二燃燒室C2，第二燃燒室C2通過第一燃燒室C1的出口連通于第一燃燒室C1。固體藥柱22與收容于外殼21內(nèi)且位于第二燃燒室C2內(nèi)。
[0044]其中，從經(jīng)由燃料入口 121、燃料收集管12、燃料輸送通道13、燃料進管15及燃料噴口 16進入到第一燃燒室C1的燃料與經(jīng)由氧化劑入口 181、氧化劑輸送通道18及氧化劑噴口 17進入到第一燃燒室C1的氧化劑在第一燃燒室C1內(nèi)混合并形成爆震波且爆震波沿周向進行旋轉(zhuǎn)爆震燃燒，爆震燃燒后產(chǎn)生的高溫燃氣經(jīng)由第一燃燒室C1在軸向上的末端的出口 C11排出，排出的高溫燃氣進入第二燃燒室C2并噴向固體藥柱22使得固體藥柱22燃燒，固體藥柱22的燃燒使得高溫燃氣與燃燒的固體藥柱22進行混合燃燒，混合燃燒的產(chǎn)生的混合燃燒燃氣膨脹加速并通過超聲速噴口 23向外排出產(chǎn)生推力。
[0045]在根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機中，固體發(fā)動機2通過外殼21連接于連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機1的殼體14而組合為火箭基組合發(fā)動機，這種組合發(fā)動機可充分利用連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機1的中心錐體11的后體112與固體發(fā)動機2的超聲速噴口 23之間的空間(即第二燃燒室C2)，從而大大提高了該火箭基組合發(fā)動機的熱力學(xué)效率。此外，該火箭基組合發(fā)動機的結(jié)構(gòu)簡單，減小了火箭基組合發(fā)動機的零部件的尺寸，同時也減輕了火箭基組合發(fā)動機整體的重量，提高了其動力系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的火箭基組合發(fā)動機，在一實施例中，參照圖2，前體111設(shè)置有:燃料儲罐A，連通燃料收集管12的燃料入口 121以供入燃料，燃料從燃料儲罐A經(jīng)由燃料入口121、燃料收集管12、燃料輸送通道13、燃料進管15及燃料噴口 16進入到第一燃燒室C1內(nèi)；以及氧化劑儲罐B，連通多個氧化劑輸送通道18的氧化劑入口 181以供入氧化劑，氧化劑從氧化劑儲罐B經(jīng)由氧化劑入口 181、氧化劑輸送通道18及氧化劑噴口 17進入到