[实用新型]一种提供空气和富燃燃气的装置及其发动机

说明书

本实用新型公开一种提供空气和富燃燃气的装置，所述装置包括：增压器、涡轮组件、空气输送管道、燃气发生器以及混合器，所述涡轮组件设置于增压器后端，所述空气输送管道一端与增压器相连，空气输送管道的另一端与混合器相连，所述空气输送管道用以输送空气，所述燃气发生器与涡轮组件相连，用以输送富燃燃气，所述混合器设于涡轮组件后部并与涡轮组件相联通。本实用新型还提供一种空气涡轮火箭发动机。本实用新型能够使得空气和富燃燃气混合均匀，很大程度提高发动机燃烧室的燃烧效率。

技术领域

本实用新型属于航空航天组合发动机技术领域，涉及一种提供空气和富燃燃气的装置及其发动机，具体涉及一种给空气涡轮火箭发动机提供空气和富燃燃气的装置及其发动机。

背景技术

近些年来，临近空间作为卫星和航空器之间的空域，越来越多的被相关国家所重视。在此空间内大气稀薄，且已经无法满足吸气式发动机的工作要求，为了解决临近空间大气稀薄无法满足吸气式发动机工作要求的问题，更好地利用这一空间，需要设计一种发动机不仅可以在对流层工作还可以在平流层工作。组合发动机的概念渐渐浮现在人们面前。因为这一空间，只有组合发动机能完全满足高超声速临近空间飞行器技术需求。涡轮冲压组合发动机虽然能满足这种条件的飞行但是其进排气的调节技术和结构热防护技术难以解决。空气涡轮火箭组合发动机尤为突出。空气涡轮火箭发动机的关键技术旨在保证在低速情况下启动，涡轮增压部分更好地保证在低速情况下启动，但涡轮与压气机之间的传动轴会由于驱动力的不均匀产生附加弯矩而影响寿命。实现燃料和空气的充分混合也是重点研究问题，使得组合发动机在低速条件下能够产生足够大的推力，从而保证组合发动机低速阶段的起飞动力。

空气涡轮火箭发动机结合涡轮喷气发动机和火箭发动机的优点。空气涡轮火箭发动机在航空器空域中利用空气中的氧气实现飞行器的自主起飞和着陆，而自身携带的推进剂可使相关飞行器在临近空间飞行。空气涡轮火箭发动机工作过程中的燃气发生器驱动涡轮时会对涡轮与压气机之间的传动轴施加一个附加弯矩严重影响传动轴和轴承的寿命；燃气发生器驱动涡轮，压气机压缩空气，产生的富燃燃气和经过管道输送而来的空气，在混合器中进行混合时容易出现混合不均匀的现象，严重影响后续两股气流在燃烧室燃烧效率，进而影响发动机产生推力的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种给空气涡轮火箭发动机提供空气和富燃燃气的装置，能够使得空气和富燃燃气混合均匀，很大程度提高发动机燃烧室的燃烧效率。

本实用新型采用的技术方案是：本实用新型提供一种提供空气和富燃燃气的装置，其特征在于，所述装置包括：增压器、涡轮组件、空气输送管道、燃气发生器以及混合器，所述涡轮组件设置于增压器后端，所述空气输送管道一端与增压器相连，空气输送管道的另一端与混合器相连，所述空气输送管道用以输送空气，所述燃气发生器与涡轮组件相连，用以输出富燃燃气，所述混合器设于涡轮组件后部并与涡轮组件相联通。

优选的，所述增压器包括增压外壳、增压器体、压气机、增压口部，所述压气机设于增压器体的前端，所述增压外壳与增压器体相连，且增压外壳间隔设于压气机的外周，所述增压外壳前端开设有增压口部；

所述增压外壳内部设置有环形增压通道，所述增压通道的外端相切设置有若干个增压出口，所述增压通道与空气输送管道相连通，且相连通处形成所述增压出口。

优选的，所述涡轮组件包括涡轮和涡轮外壳，所述涡轮外壳间隔设置于涡轮外周；

所述涡轮外壳内部设置有环形涡轮通道，所述燃气发生器通过燃气发生器弯管与涡轮外壳相连，且相连接处设置有喷嘴，所述喷嘴与涡轮外壳相切设置；

所述涡轮通道的内表面相切设置有若干个燃气出口，所述燃气出口与涡轮通道、涡轮外壳内部相连通。

优选的，所述混合器和所述涡轮外壳之间设置有燃气喷管，所述燃气喷管延伸至混合器内部并与混合器间隔设置。

优选的，所述涡轮外壳通过第二法兰与燃气喷管相连。