宽速域长航时吸气式核动力推进系统及飞行器技术方案

本发明专利技术涉及航空动力系统技术领域，公开了一种宽速域长航时吸气式核动力推进系统及飞行器。该宽速域长航时吸气式核动力推进系统解决了纯核动力推进系统由于反应堆的堆芯壁面温度限制而难以实现高马赫数飞行的问题。系统包括进气道、预冷器、压气机、核反应堆、第一涡轮、燃烧室、喷管、燃料储箱、第一阀门、第二阀门、燃料泵、分流器、第二涡轮和混合器。本发明专利技术通过引入液氢对来流空气预冷，改善压气机工作条件，增大堆芯壁面与空气的换热温差，进而提高系统的比冲和推重比，拓展飞行包线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空动力系统，更具体地说，涉及一种宽速域长航时吸气式核动力推进系统及飞行器。

技术介绍

1、吸气式核动力推进是利用核反应堆产生的热量将推进剂(冷却剂)加热到高温状态，高温高压工质在喷管内膨胀加速喷出产生推力的新型推进方式，这种推进方式具有大推力、高比冲、长寿命、可重复启动等特点。然而，堆芯燃料中含有的be元素，使得壁面温度高于1644k时，堆芯燃料会与空气中的水蒸气发生水侵现象，威胁反应堆的安全，为了保护堆芯材料，壁面温度设定不高于1644k。

2、对于采用涡轮发动机构型的吸气式核动力推进系统，在高速飞行时，由于来流空气总温升高导致压气机耗功增大，同时经压气机压缩后的空气进入反应堆通道后空气与堆芯壁面间的温差减小，进而换热量减小，使得推进系统的性能迅速下降。

3、因此，有必要设计出一种吸气式核动力推进系统，解决纯力核动力推进系统由于反应堆堆芯壁面温度限制而难以实现高马赫数飞行的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种宽速域长航时吸气式核动力推进系统及飞行本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种宽速域长航时吸气式核动力推进系统，其特征在于，包括进气道(1)、预冷器(2)、压气机(3)、核反应堆(4)、第一涡轮(5)、燃烧室(6)、喷管(7)、燃料储箱(8)、第一阀门(9)、第二阀门(10)、燃料泵(11)、分流器(12)、第二涡轮(13)和混合器(14)，所述预冷器(2)的热端入口与所述进气道(1)的出气口连接，所述预冷器(2)的热端出口与所述压气机(3)的入口相连接，所述压气机(3)的出口与所述核反应堆(4)的入口连接，所述核反应堆(4)的出口所述与第一涡轮(5)的入口连接，所述第一涡轮(5)的出口与所述燃烧室(6)的入口连接，所述第一涡轮(5)还通过轴与所述压气机(...

【技术特征摘要】

1.一种宽速域长航时吸气式核动力推进系统，其特征在于，包括进气道(1)、预冷器(2)、压气机(3)、核反应堆(4)、第一涡轮(5)、燃烧室(6)、喷管(7)、燃料储箱(8)、第一阀门(9)、第二阀门(10)、燃料泵(11)、分流器(12)、第二涡轮(13)和混合器(14)，所述预冷器(2)的热端入口与所述进气道(1)的出气口连接，所述预冷器(2)的热端出口与所述压气机(3)的入口相连接，所述压气机(3)的出口与所述核反应堆(4)的入口连接，所述核反应堆(4)的出口所述与第一涡轮(5)的入口连接，所述第一涡轮(5)的出口与所述燃烧室(6)的入口连接，所述第一涡轮(5)还通过轴与所述压气机(3)相连接，所述燃烧室(6)的出口与所述喷管(7)的入口连接；

2.根据权利要求1所述的宽速域长航时吸气式核动力推进系统，其特征在于，所述进气道(1)的进气口大小可调。

3.根据权利要求1所述的宽速域长航时吸气式核动力推进系统，其特征在于，所述预冷器(2)为非接触式预冷器，来流空气和冷却介质通过所述预冷器(2)中的换热器壁面换热。

4.根据权利要求1所述的宽速域长航时吸气式核动力推进系统，其特征在于，所述核反应堆(4)采用高富集度的铀氧化物，所述核反应堆(4)内的堆芯元件(15)由若干六边形的燃料元件(16)构成，所述燃料元件(16)中间含有圆形空气冷却通道(17)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程昆林，李嘉辉，秦江，王聪，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：