模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机
本发明的实施例提供了一种模态转换进气道及冲压旋转爆震‑涡轮环绕式组合发动机，涉及发动机领域。旨在能够改善发动机面对不同马赫数的飞行条件性能不足的问题。模态转换进气道及冲压旋转爆震‑涡轮环绕式组合发动机包括旋转爆震发动机、燃气涡轮发动机以及进气道；旋转爆震发动机包覆在涡轮发动机外环；进气道包括燃气涡轮通道和环绕燃气涡轮通道的外周设置的旋转爆震通道，燃气涡轮通道与燃气涡轮发动机连通，旋转爆震通道与旋转爆震发动机连通。旋转爆震通道和燃气涡轮通道用于切换导通或者同时导通，实现发动机模态转换，能够满足宽速域飞行需求。
发明专利
CN202410874830.0
2024-07-01
CN118407836A
2024-07-29
F02C7/04(2006.01)
中国人民解放军空军工程大学
郭善广;常一冰;吴云;宋飞龙;陈鑫
710000 陕西省西安市灞桥区长乐东路甲字一号
北京超凡宏宇知识产权代理有限公司
梁晓婷
陕西;61
1.一种模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于，包括： 旋转爆震发动机（100）； 燃气涡轮发动机（200），所述燃气涡轮发动机（200）设置在所述旋转爆震发动机（100）的内部； 以及进气道（300），所述进气道（300）包括第一通道壳体（310）和第二通道壳体（320），所述第一通道壳体（310）内形成燃气涡轮通道（312），所述第一通道壳体（310）的一端与所述燃气涡轮发动机（200）连接，所述第一通道壳体（310）的另一端形成第一进气口（311）；所述第二通道壳体（320）环绕设置在所述第一通道壳体（310）的外周，所述第二通道壳体（320）的内壁与所述第一通道壳体（310）的外壁之间形成环绕所述燃气涡轮通道（312）的外周设置的旋转爆震通道（322），所述第二通道壳体（320）的一端与所述旋转爆震发动机（100）连接，所述第二通道壳体（320）的另一端套在所述第一进气口（311）的外周，并在所述第一进气口（311）的一侧形成第二进气口（321），所述第一进气口（311）和/或所述第二进气口（321）用于切换导通。 2.根据权利要求1所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述第一进气口（311）和所述第二进气口（321）均为方形；所述第一通道壳体（310）与所述燃气涡轮发动机（200）连接的一端，以及所述第二通道壳体（320）与所述旋转爆震发动机（100）连接的一端均为圆形。 3.根据权利要求2所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述第二通道壳体（320）的中心线与所述第一通道壳体（310）的中心线呈夹角设置，以使所述第二通道壳体（320）的所述第二进气口（321）在所述第一进气口（311）的一侧形成。 4.根据权利要求2所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述进气道（300）还包括分流隔板（340）以及呈方形的第三通道壳体（330）；所述第三通道壳体（330）与所述第二通道壳体（320）设置所述第二进气口（321）的一端连接；所述分流隔板（340）设置在所述第三通道壳体（330）内，且所述分流隔板（340）可转动地连接在所述第一进气口（311）和所述第二进气口（321）的交界处，所述分流隔板（340）用于转动过程中与所述第三通道壳体（330）配合，以使所述第一进气口（311）和/或所述第二进气口（321）导通。 5.根据权利要求4所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述进气道（300）还包括上壁板（350）；所述上壁板（350）可转动地连接在所述第三通道壳体（330）内，所述上壁板（350）与所述第三通道壳体（330）之间形成沿所述第三通道壳体（330）的进气方向横截面逐渐增大的扩压通道（351），所述分流隔板（340）设置在所述扩压通道（351）与所述第一进气口（311）和所述第二进气口（321）之间，所述分流隔板（340）用于切换所述第一进气口（311）和/或所述第二进气口（321）与所述扩压通道（351）连通。 6.根据权利要求5所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述进气道（300）还包括唇罩（360）和三级斜板（361），所述唇罩（360）设置在所述第三通道壳体（330）的入口处，所述三级斜板（361）设置在所述第三通道壳体（330）内，且所述三级斜板（361）与所述上壁板（350）连接；所述三级斜板（361）与所述唇罩（360）之间形成沿所述第三通道壳体（330）的进气方向横截面逐渐减小且与所述扩压通道（351）连通的进气通道（362）。 7.根据权利要求6所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述三级斜板（361）与所述上壁板（350）铰接；所述进气道（300）还包括可伸缩地设置在所述第三通道壳体（330）内的作动筒（370），所述作动筒（370）与所述三级斜板（361）和所述上壁板（350）的铰接处连接，所述作动筒（370）用于伸缩过程中同时拉动所述上壁板（350）和所述三级斜板（361）转动。 8.根据权利要求7所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述进气道（300）还包括一级斜板（380）和二级斜板（381）；所述一级斜板（380）、所述二级斜板（381）和所述三级斜板（361）依次连接并呈夹角设置在所述第三通道壳体（330）的入口处，所述一级斜板（380）、所述二级斜板（381）和所述三级斜板（361）用于共同将进气流导向所述进气通道（362）。 9.根据权利要求8所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于，所述一级斜板（380）与x轴的夹角为δ1、所述二级斜板（381）与x轴的夹角为δ2，其中，，，，β1为所述一级斜板（380）的斜激波角度，β2为所述二级斜板（381）的斜激波角度，γ为空气的比热比，M1为设计点马赫数，M 2为所述一级斜板（380）的后气流马赫数。 10.根据权利要求1-9任一项所述的模态转换进气道及冲压旋转爆震-涡轮环绕式组合发动机，其特征在于： 所述旋转爆震发动机（100）包括依次设置的隔离段（110）、第一燃烧室（120）和第一喷管（130）；所述第一燃烧室（120）的外环壁面设置有外环凹槽（121），所述第一燃烧室（120）的内环壁面设置内环凹槽（122），所述外环凹槽（121）与所述内环凹槽（122）位置对应。