超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置及其工作方法，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置包括儲(chǔ)水箱、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、冷卻通道、霧化噴嘴、水汽尾噴管、高壓水蒸氣箱、第一管道和第二管道，其中，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)外壁面上設(shè)置有兩端封閉的冷卻通道，冷卻通道的兩端分別設(shè)置有霧化噴嘴，兩個(gè)霧化噴嘴通過(guò)第二管道與儲(chǔ)水箱相連；冷卻通道中部通過(guò)第一管道連接到高壓水蒸氣箱，高壓水蒸氣箱上開有水汽尾噴管。本發(fā)明能有效利用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)多余熱量，產(chǎn)生輔助推力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且安全性高。
【專利說(shuō)明】
超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置領(lǐng)域，具體是一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行速度大于5Ma稱為高超聲速飛行，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行的最佳動(dòng)力之一，但超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)熱防護(hù)性能一直是發(fā)動(dòng)機(jī)成敗的關(guān)鍵。當(dāng)以8馬赫飛行時(shí)，燃燒室內(nèi)溫度達(dá)3000K以上，現(xiàn)在世界上沒(méi)有任何材料能勝任在這么高的溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作，因此必須對(duì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱防護(hù)。
[0003]現(xiàn)有的熱防護(hù)技術(shù)主要有分為主動(dòng)熱防護(hù)和被動(dòng)熱防護(hù)，前者由于會(huì)嚴(yán)重增加發(fā)動(dòng)機(jī)重量，所有對(duì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用后者，后者主要包括膜冷卻、再生冷卻、發(fā)汗冷卻，其中，再生冷卻技術(shù)是世界主流研究方向。2015年國(guó)防科技大學(xué)王振國(guó)教授研制成功中國(guó)首臺(tái)再生冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，達(dá)到世界先進(jìn)水平。但是再生冷卻技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)制造困難，而且再生冷卻采用液氫做冷卻劑有安全隱患也會(huì)較多的增加發(fā)動(dòng)機(jī)重量。專利200910072304.8、200910072323.0 和 200910072452.X 都公布了一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，但所述系統(tǒng)都沒(méi)能實(shí)現(xiàn)吸收熱量的合理利用，專利201510433952.7公布了一種液氮冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)有效利用了吸收的熱量，但該液氮儲(chǔ)存裝置質(zhì)量大，設(shè)計(jì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供了一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置及其工作方法，能有效利用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)多余熱量，產(chǎn)生輔助推力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且安全性高。
[0005]本發(fā)明提供的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置，包括儲(chǔ)水箱、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、冷卻通道、霧化噴嘴、水汽尾噴管、高壓水蒸氣箱、第一管道和第二管道，其中，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)外壁面上設(shè)置有兩端封閉的冷卻通道，冷卻通道的兩端分別設(shè)置有霧化噴嘴，兩個(gè)霧化噴嘴通過(guò)第二管道與儲(chǔ)水箱相連;冷卻通道中部通過(guò)第一管道連接到高壓水蒸氣箱，高壓水蒸氣箱上開有水汽尾噴管。
[0006]進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)水箱中含有增壓裝置，能使水從所述霧化噴嘴中以相當(dāng)?shù)乃俣葒姵觥?br>[0007]本發(fā)明還提供了一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置的工作方法，包括以下步驟:
1)儲(chǔ)水箱中的液態(tài)水經(jīng)過(guò)第二管道和霧化噴嘴噴出到冷卻通道中；
2)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室壁面超高熱流能使水汽充分吸熱膨脹；
3)吸熱膨脹的水蒸氣進(jìn)入經(jīng)過(guò)第一管道進(jìn)入高壓水蒸氣箱，以相當(dāng)高的速度從水汽尾噴管中噴出，產(chǎn)生推力。
[0008]本發(fā)明有益效果在于:
1、能有效利用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)多余熱量，產(chǎn)生輔助推力；
2、該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)的燃料冷卻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且安全性高。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明提供的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括儲(chǔ)水箱1、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)2、冷卻通道3、霧化噴嘴4、水汽尾噴管5、高壓水蒸氣箱6、第一管道7和第二管道8，其中，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)2側(cè)外壁面上設(shè)置有兩端封閉的冷卻通道3，冷卻通道3的兩端分別設(shè)置有霧化噴嘴4，兩個(gè)霧化噴嘴4通過(guò)第二管道8與儲(chǔ)水箱I相連;冷卻通道3中部通過(guò)第一管道7連接到高壓水蒸氣箱6，高壓水蒸氣箱6上開有水汽尾噴管5。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)水箱I中含有增壓裝置，能使水從所述霧化噴嘴中以相當(dāng)?shù)乃俣葒姵觥?br>[0012]本發(fā)明還提供了一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置的工作方法，包括以下步驟:
1)儲(chǔ)水箱I中的液態(tài)水經(jīng)過(guò)第二管道8和霧化噴嘴4噴出到冷卻通道3中；
2)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)2燃燒室壁面超高熱流能使水汽充分吸熱膨脹；
3)吸熱膨脹的水蒸氣進(jìn)入經(jīng)過(guò)第一管道7進(jìn)入高壓水蒸氣箱6，以相當(dāng)高的速度從水汽尾噴管5中噴出，產(chǎn)生推力。
[0013]本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置，其特征在于:包括儲(chǔ)水箱(I)、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(2)、冷卻通道(3)、霧化噴嘴(4)、水汽尾噴管(5)、高壓水蒸氣箱(6)、第一管道(7)和第二管道(8)，其中，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(2)側(cè)外壁面上設(shè)置有兩端封閉的冷卻通道(3)，冷卻通道(3)的兩端分別設(shè)置有霧化噴嘴(4)，兩個(gè)霧化噴嘴(4)通過(guò)第二管道(8)與儲(chǔ)水箱(I)相連;冷卻通道(3)中部通過(guò)第一管道(7)連接到高壓水蒸氣箱(6)，高壓水蒸氣箱(6)上開有水汽尾噴管(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置，其特征在于:所述的儲(chǔ)水箱(I)中設(shè)置有增壓裝置。3.—種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)水冷裝置的工作方法，其特征在于包括以下步驟:.1)儲(chǔ)水箱(I)中的液態(tài)水經(jīng)過(guò)第二管道(8)和霧化噴嘴(4 )噴出到冷卻通道(3 )中； .2)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(2)燃燒室壁面超高熱流能使水汽充分吸熱膨脹； .3)吸熱膨脹的水蒸氣進(jìn)入經(jīng)過(guò)第一管道(7)進(jìn)入高壓水蒸氣箱(6)，以相當(dāng)高的速度從水汽尾噴管(5)中噴出，產(chǎn)生推力。
【文檔編號(hào)】F02K7/10GK105888880SQ201610375984
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】蘇艷, 夏有財(cái), 顧晨軒, 王輝
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)