[发明专利]全流量补燃循环发动机推力室冷却套承压流路优化方法

说明书

为了解决全流量补燃循环发动机推力室压力高带来的冷却套高承压与换热需求无法满足的技术问题，本发明提供了一种全流量补燃循环发动机推力室冷却套承压流路优化方法，首先将燃料涡轮泵中的泵设计为由一级泵和二级泵构成的两级级联式；然后将一级泵的出口分为两路，其中一路出口连接推力室收扩段冷却套的入口，另一路出口连接二级泵的入口，将二级泵的出口连接推力室扩张段冷却套入口，将推力室收扩段冷却套的出口引至发动机较低压力的位置，将推力室扩张段冷却套出口引至燃气发生器；最后，将进入推力室收扩段冷却套的介质流量Q1设置为总流量Q的20‑40％，将推力室扩张段冷却套的介质流量Q2设置为Q‑Q1。

技术领域

本发明涉及一种全流量补燃循环发动机推力室冷却套承压流路优化方法。

背景技术

全流量补燃循环发动机具有两套燃气发生器和涡轮泵，可使发动机具有更高的推力室压力和性能，推力室压力更高带来了更大的换热需求和更高的冷却套承压。对于全流量补燃循环发动机而言，目前采用的是收扩段与扩张段介质引自同一位置高压源的方案，该方案几乎所有燃料均可进行燃气发生器燃烧，进而驱动涡轮作功，因此发生器温度可较低，但该方案对收扩段冷却套和扩张段冷却套的承压要求均较高，在高热流密度的推力室收扩段无法应用承压能力较低的铜钢钎焊结构，增大推力室设计难度，降低发动机使用寿命。

发明内容

为了解决全流量补燃循环发动机推力室压力高带来的冷却套高承压与换热需求无法满足的技术问题，本发明提供了一种全流量补燃循环发动机推力室冷却套承压流路优化方法。

本发明的技术方案是：

全流量补燃循环发动机推力室冷却套承压流路优化方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1，将燃料涡轮泵中的泵设计为由一级泵和二级泵构成的两级级联式，一级泵和二级泵均由富燃涡轮驱动；

步骤2，将一级泵的出口分为两路，其中一路出口连接推力室收扩段冷却套的入口，另一路出口连接二级泵的入口，将二级泵的出口连接推力室扩张段冷却套入口，将推力室收扩段冷却套的出口引至发动机较低压力的位置，将推力室扩张段冷却套出口引至燃气发生器；

步骤3，将进入推力室收扩段冷却套的介质流量Q1设置为总流量Q的20-40％，将推力室扩张段冷却套的介质流量Q2设置为Q-Q1。

进一步地，步骤2中所述的推力室收扩段冷却套采用铜钢钎焊结构。

进一步地，步骤2中所述的推力室扩张段冷却套采用钢钢钎焊结构。

本发明的优点是：

1、本发明根据全流量补燃循环发动机推力室收扩段和扩张段不同的换热需求，对收扩段冷却套和扩张段冷却套的引流位置以及流量进行了优化，可满足全流量补燃循环发动机设计需求。

2、本发明可应用于不同推进剂组合的全流量补燃循环发动机冷却套流路优化，可推广应用至富燃补燃循环发动机。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

本发明所提供的全流量补燃循环发动机推力室冷却套承压流路优化方法，包括以下步骤：

首先，将燃料涡轮泵中的泵设计为由一级泵和二级泵构成的两级级联式，一级泵和二级泵均由富燃涡轮驱动；

然后，将一级泵的出口分为两路，其中一路出口连接推力室收扩段冷却套的入口，另一路出口连接二级泵的入口，将二级泵的出口连接推力室扩张段冷却套入口，将推力室收扩段冷却套的出口引至发动机较低压力的位置，将推力室扩张段冷却套出口引至燃气发生器；