高超音速飞行器

摘要

本发明公开的是一种能在空天从静止加速到超高音速并可返回重复使用的飞行器。要实现这种高超音速飞行器，至关重要的是发动机：提供了一款能在低马赫速度下启动的冲压/火箭发动机与弹射器或现有的涡扇或涡喷发动机配合使用；将现有加力式涡扇发动机升级为涡扇/火箭发动机；将国外已研究的涡轮/冲压发动机改造为涡轮/冲压/火箭发动机。同时将飞行器设计成面积和角度可变的机翼以适应它在不同马赫数等条件下飞行，将飞行器、风洞与空气高速摩擦的表面设计成摩擦力和气动加热都小的凸凹不平鲨鱼皮状。

主权项

一种高超音速飞行器，其发动机特征在于该冲压/火箭发动机包括可调进气道[1]、喇叭形气体扩散室[2]、集与燃料可调泵[3]燃料输送管道[4]相通的飞行器上装有燃料储罐[5]的燃料和氧化剂可调泵[6]氧化剂输送管道[7]相通的飞行器上装有液氧或其他氧化剂储罐[8]的氧化剂喷口于一体锥尖向前的空心圆锥体气体扩散器[9]、锥尖向后的空心圆锥气体火焰稳定器[10]、前端周围有一圈带若干喷向中心的喷嘴的减速高温气窝[11]的燃烧室[12]和可调矢量尾喷口[13]，混合气体由于有速度较慢稳定燃烧的高温气团[14]和高温火舌[15]的存在能不熄灭，该发动机根据不同情况下可自动调节可调进气道[1]的进气量、燃料可调泵[3]的喷油量、氧化剂可调泵[6]的喷氧量，使其工作始终处于最佳状态，当空气中的氧含量太低时，将可调进气道[1]完全关闭，由燃料可调泵[3] 喷出的燃料与氧化剂可调泵[6]喷出的液氧等氧化剂继续燃烧，这时就成了火箭发动机；该涡扇/火箭发动机包括能将外涵道的空气和燃料与内涵道排出缺氧燃气分开带长度适当的喷口或排气管的燃气收集室[16]，在外涵道末端设可调进气道[19]，在内涵道压气机和燃烧室之间设可调进气道[20]，当空气中的氧含量太低时，将可调进气道[19]和[20]完全关闭，这时就成了火箭发动机；该涡轮/冲压/火箭发动机包括将可调口由进气道前端[21]处改在外涵道道后端[22]处，进口导流片的位置由内涵道压气机前面[24]的位置改在压气机后面燃烧室前端[25]的位置，在涡轮后面有一个和图2燃气收集室[16]结构和功能一样的燃气收集室[26]，起飞和低马赫时把进口导流片完全打开，它就是涡喷发动机，速度增加时逐渐关闭在位置[25]进口导流片缩小内涵道的面积，速度达到一定时向冲压燃烧室[23]内注入燃料启动冲压发动机，当速度达到使用涡喷发动机无价值时，在位置[25]进口导流片完全关闭，就完全成了冲压发动机，速度达到更高时，逐渐调小外涵道道后端[22]处的可调口以能够继续加速，并可逐渐向冲压燃烧室[23]内注入飞行器自身携带的氧等氧化剂，当空气中的氧含量太低时就完全关闭外涵道道后端[22]处的可调口，这时就成了火箭发动机；提供一种供进行该项研究的风速、气压和氧含量等均可调的高超音速风洞；将飞行器、风洞与空气高速摩擦的表面设计成摩擦力和气动加热都小的凸凹不平鲨鱼皮状。