[发明专利]三级入轨重复使用运载器及其使用方法

权利要求书

1.一种三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述三级入轨重复使用运载器包括：

第一级涡轮动力飞行器(10)；

第二级冲压动力飞行器(20)，所述第二级冲压动力飞行器(20)与所述第一级涡轮动力飞行器(10)串联连接，所述第二级冲压动力飞行器(20)与所述第一级涡轮动力飞行器(10)的连接表面采用流线型过渡；

第三级火箭动力飞行器(30)，所述第三级火箭动力飞行器(30)设置在所述第二级冲压动力飞行器(20)的内部。

2.根据权利要求1所述的三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述三级入轨重复使用运载器的马赫数Ma处于Ma2至Ma3的速度范围时，所述第一级涡轮动力飞行器(10)与所述第二级冲压动力飞行器(20)以及所述第三级火箭动力飞行器(30)分离。

3.根据权利要求2所述的三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述三级入轨重复使用运载器的马赫数Ma处于Ma6至Ma8的速度范围时，所述第二级冲压动力飞行器(20)与所述第三级火箭动力飞行器(30)分离。

4.根据权利要求3所述的三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述第一级涡轮动力飞行器(10)和所述第二级冲压动力飞行器(20)均为可重复使用型飞行器，所述第三级火箭动力飞行器(30)为一次性飞行器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述第一级涡轮动力飞行器(10)采用水平起降方式，所述第二级冲压动力飞行器(20)采用水平着陆方式。

6.根据权利要求5所述的三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述第一级涡轮动力飞行器(10)包括第一进气道、涡轮通道、涡轮发动机和第一尾喷管，所述第一进气道用于对空气来流进行减速增压，所述涡轮发动机包括压气机、预燃烧室和涡轮，所述压气机、所述预燃烧室和所述涡轮沿空气来流方向设置在所述涡轮通道内，所述涡轮发动机产生的燃气通过所述第一尾喷管排出。

7.根据权利要求6所述的三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述第二级冲压动力飞行器(20)包括第二进气道、冲压通道、冲压发动机和第二尾喷管，所述第二进气道用于对空气来流进行减速增压，所述冲压发动机设置在所述冲压通道内，所述冲压发动机产生的燃气通过所述第二尾喷管排出。

8.根据权利要求7所述的三级入轨重复使用运载器，其特征在于，所述第三级火箭动力飞行器(30)包括火箭通道和火箭发动机，所述火箭发动机设置在所述火箭通道内。

9.一种三级入轨重复使用运载器的使用方法，其特征在于，所述三级入轨重复使用运载器为如权利要求1至8中任一项所述的三级入轨重复使用运载器，所述三级入轨重复使用运载器的使用方法包括：

第一级涡轮动力飞行器(10)的涡轮发动机点火以使三级入轨重复使用运载器水平起飞并加速爬升；

三级入轨重复使用运载器的飞行马赫数达到Ma2至Ma3时，所述第一级涡轮动力飞行器(10)与第二级冲压动力飞行器(20)以及第三级火箭动力飞行器(30)分离，所述第二级冲压动力飞行器(20)的冲压发动机点火工作，所述第一级涡轮动力飞行器(10)在涡轮发动机的动力下自主返回降落；

第二级冲压动力飞行器(20)的冲压发动机工作以使三级入轨重复使用运载器继续加速爬升直至重复使用运载器的马赫数达到Ma6至Ma8时，所述第三级火箭动力飞行器(30)从所述第二级冲压动力飞行器(20)的背部释放，第三级火箭动力飞行器(30)的火箭发动机工作，所述第二级冲压动力飞行器(20)在冲压发动机的动力下自主返回水平降落。