[发明专利]一种固液混合发动机及飞行器

说明书

本发明适用飞行器动力技术领域，提供了一种固液混合发动机及飞行器，该固液混合发动机包括：机壳；喷管；燃烧室；推进剂；气体储箱；氧化剂储箱，通过第一管路与气体储箱连接；多个氧化剂喷嘴，与氧化剂储箱相连接；具有内腔的固态燃料储箱，固态燃料储箱内活动设置有将内腔分为燃料腔和气腔的挤压板，燃料腔设有固态燃料并靠近燃烧室设置，气腔通过第二管路与气体储箱连接；多个燃料喷嘴，阵列分布于固态燃料储箱并与燃料腔连通。本发明提供的固液混合发动机巧妙利用燃烧室热反馈原理实现固态燃料流量精确调节，使燃料喷嘴喷出的固态燃料量与氧化剂的供给量始终处于化学恰当比，提升燃烧产生的能量和燃料的利用效率，减少了燃料的浪费。

技术领域

本发明涉及飞行器动力技术领域，具体涉及一种固液混合发动机及飞行器。

背景技术

飞行器(如火箭、导弹)的发动机作为飞行器的主要动力来源，一直以来都是各国研究的热门。目前，实际应用比较多的飞行器的发动机可以分为三类：固体发动机、液体发动机以及固液混合发动机。其中，固液混合发动机由于兼顾了液体发动机比冲高、推力可调、可多次关机启动以及固体发动机易于保存、结构简单、可靠性高的优点，是近年来重点研究的对象。但是，固液混合火箭发动机也存在固体燃料的燃烧速率与氧化剂供给量难以匹配，从而导致产生能量较低的问题，亟待研究者们解决。

现有技术中，固液混合发动机的固体燃料整体放置在燃烧室中，同时利用氧化剂储箱向固体燃料的内孔表面通入固定流量的氧化剂，以使固体燃料在燃烧室中燃烧产生推力，以给飞行器提供飞行动力。但由于固体燃料的燃烧速率与氧化剂供应量不匹配，无法达到化学恰当比，导致产生能量较低，且导致固体燃料燃速较低，从而使发动机工作完后燃料余量大，燃料浪费严重。

发明内容

本发明提供一种固液混合发动机，旨在解决现有技术的固液混合发动机的固体燃料的燃烧速率与氧化剂供应量不匹配，无法达到化学恰当比，导致产生能量较低且发动机工作完后燃料余量大，燃料浪费严重的问题。

本发明是这样实现的，提供一种固液混合发动机，包括：

机壳；

与所述机壳连接的喷管；

设于所述机壳内并与所述喷管连通的燃烧室；

设于所述燃烧室内的推进剂；

设于所述机壳内并储存有压缩气体的气体储箱；

设于所述机壳内并储存有氧化剂的氧化剂储箱，所述氧化剂储箱通过第一管路与所述气体储箱连接；

多个氧化剂喷嘴，多个所述氧化剂喷嘴阵列分布于所述燃烧室内并与所述氧化剂储箱相连接；

设于所述燃烧室一侧并具有内腔的固态燃料储箱，所述固态燃料储箱内活动设置有将所述内腔分为燃料腔和气腔的挤压板，所述燃料腔设有固态燃料并靠近所述燃烧室设置，所述气腔通过第二管路与所述气体储箱连接；

多个燃料喷嘴，多个所述燃料喷嘴阵列分布于所述固态燃料储箱的靠近所述燃烧室的一侧并与所述燃料腔连通。

优选的，多个所述氧化剂喷嘴对称设置于多个所述燃料喷嘴的相对两侧，且多个所述氧化剂喷嘴朝向所述燃烧室的中心设置。

优选的，多个所述氧化剂喷嘴通过第三管路与所述氧化剂储箱相连接。

优选的，所述压缩气体为二氧化碳、氮气、氦气或空气。

优选的，所述氧化剂为气氧、液氧、氧化二氮、四氧化二氮或二氧化碳。

优选的，所述固态燃料为金属块或非金属块。

优选的，所述金属块为铝块、镁块、铁块或锆块。

优选的，所述非金属块为石蜡块、橡胶块、塑料块或硼块。