【技术实现步骤摘要】
本申请属于涡轮冲压组合发动机设计，具体涉及一种涡轮冲压组合发动机及其控制方法。
技术介绍
1、涡轮冲压组合动力具有综合比冲高、可重复使用性好、使用维护方便、运行成本低等特点，是高超声速飞机的理想动力。
2、根据涡轮发动机和冲压发动机组合方式的不同，涡轮冲压组合动力可分为串联涡轮冲压组合发动机、并联涡轮冲压组合发动机，其中，串联涡轮冲压组合发动机将冲压发动机燃烧室与涡轮发动机加力燃烧室空间共用，相对于并联涡轮冲压组合发动机横截面积较小，阻力较低。
3、马赫数5级涡轮冲压组合发动机采用亚燃冲压作为高速段动力，亚燃冲压发动机内部为亚声速流动，可以涡轮发动机复杂的外涵型面作为亚燃冲压的进气涵道，因此，马赫数5级涡轮冲压组合发动机可采用串联涡轮冲压组合发动机构型，以能够具有较低的阻力。
4、马赫数7级涡轮冲压组合发动机采用超燃冲压作为高速段动力，超燃冲压发动机内部为超声速流动，涡轮发动机复杂的外部型面无法形成超燃冲压进气需要的光滑壁面，因此，马赫数7级组合动力发动机一般采用并联涡轮冲压组合发动机构型，阻力较大。
5、对于马赫数7级涡轮冲压组合发动机，受限于材料耐温能力和压缩部件工作特性，涡轮发动机工作速域上限为马赫数3.2-3.5，而超然冲压发动机工作速域下限为马赫数4-5，两者需要采取一定的速域衔接手段，对此，当前，多是设置预冷系统拓展涡轮发动机工作包线，提升涡轮发动机工作速域上限，该种技术方案会极大增加整体结构的复杂度，且会较大增加涡轮冲压组合发动机重量，或者在涡轮发动机外增加一个亚燃通
6、鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种涡轮冲压组合发动机及其控制方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
2、本申请的技术方案是：
3、一方面提供一种涡轮冲压组合发动机，包括进气道、涡轮发动机、加力/冲压双模态燃烧室；
4、进气道内设置进气锥；
5、涡轮发动机在进气道后设置，包括转子部件、静子部件；
6、涡轮发动机的转子部件包括鼓筒式转子机匣、压气机转子、涡轮转子，其中，鼓筒式转子机匣前端连接进气道后端，中间部位呈鼓筒状；压气机转子连接在鼓筒式转子机匣前端内；涡轮转子连接在鼓筒式转子机匣后端内；
7、涡轮发动机的静子部件包括静子机匣、压气机静子、涡轮静子、主燃烧室，其中，静子机匣设置在鼓筒式转子机匣内侧，与鼓筒式转子机匣之间构成外涡轮通道，内部构成冲压通道，冲压通道为逐渐扩张的通道；压气机静子连接在静子机匣前端，与压气机转子构成压气机；涡轮静子连接在静子机匣后端，与涡轮转子构成涡轮；主燃烧室连接在静子机匣中间部位，处在鼓筒式转子机匣鼓筒状部位内；
8、静子机匣在压气机静子中间级部位处具有多个沿周向分布的引气孔，各个引气孔中安装有引气阀，各个引气阀能够在引气孔中打开、关闭；
9、静子机匣前端铰接有多个可调板，各个可调板向外张开时，前端能够顶在进气道内侧，封堵外涡轮通道进口，向内收缩时，前端能够搭在进气锥上，封堵冲压通道进口；
10、加力/冲压双模态燃烧室在涡轮发动机后设置，包括环形外壁、内锥体，其中，环形外壁前端连接鼓筒式转子机匣后端；内锥体在环形外壁内设置，由多个调节片构成，各个调节片铰接在静子机匣后端，向外张开时，后端能够顶在环形外壁内侧，封堵外涡轮通道出口，向内收缩时，后端能够拼接成锥体，封堵冲压通道出口，此外，内锥体前端具有多个沿周向分布的引射孔，各个引射孔中安装有引射阀，各个引射阀能够在引射孔中打开、关闭。
11、根据本申请的至少一个实施例，上述的涡轮冲压组合发动机中，环形外壁内侧沿周向设置多个外周火焰稳定器；
12、内锥体外侧沿周向设置多个内周火焰稳定器。
13、根据本申请的至少一个实施例，上述的涡轮冲压组合发动机中，还包括尾喷管；
14、尾喷管在加力/冲压双模态燃烧室后设置，包括收敛段、扩张段，其中，收敛段前端铰接在环形外壁后端，扩张段前端铰接在收敛段后端。
15、根据本申请的至少一个实施例，上述的涡轮冲压组合发动机中具有：
16、涡轮发动机常规工作模态，各个可调板向内收缩，各个引气阀在引气孔中关闭，各个调节片向内收缩，各个引射阀在引射孔中关闭；
17、涡轮发动机中心放气工作模态，各个可调板向内收缩，各个引气阀在引气孔中打开，各个调节片向内收缩，各个引射阀在引射孔中打开；
18、亚燃冲压工作模态，各个可调板向外扩张，各个引气阀在引气孔中关闭，各个调节片向内收缩，各个引射阀在引射孔中打开；
19、超燃冲压工作模态，各个可调板向外扩张，各个引气阀在引气孔中关闭，各个调节片向外扩张，各个引射阀在引射孔中关闭。
20、根据本申请的至少一个实施例，上述的涡轮冲压组合发动机中，所述涡轮冲压组合发动机处于涡轮发动机常规工作模态、涡轮发动机中心放气工作模态、亚燃冲压工作模态时，尾喷管喉道收缩；处于超燃冲压工作模态时，尾喷管喉道扩张。
21、另一方面提供一种涡轮冲压组合发动机控制方法，用以实现对上述的涡轮冲压组合发动机进行控制，包括：
22、马赫数0-2速域内，设置涡轮冲压组合发动机处于涡轮发动机常规工作模态；
23、马赫数2-3.2速域内，设置涡轮冲压组合发动机处于涡轮发动机中心放气工作模态；
24、马赫数3.2-5速域内，设置涡轮冲压组合发动机处于亚燃冲压工作模态；
25、马赫数5-7速域内，设置涡轮冲压组合发动机处于超燃冲压工作模态。
26、本申请至少存在以下有益技术效果：
27、提供一种涡轮冲压组合发动机及其控制方法，设计将复杂的外涡轮通道与光滑的冲压通道分开，且设计加力燃烧室和冲压燃烧室空间共用，设计中心冲压通道具有涡轮发动机静子承力框架、中心放气通道、亚燃冲压整流通道、超燃冲压通道等多种功能，实现涡轮发动机常规工作模态、涡轮发动机中心放气工作模态、亚燃冲压工作模态、超燃冲压工作模态四种工作模态的自适应切换，最大程度利用中心冲压通道的空间，使横截面积大幅缩小，有效降低了飞行阻力，实现马赫数0-7的宽速域工作。
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1.一种涡轮冲压组合发动机，其特征在于，包括进气道(1)、涡轮发动机(2)、加力/冲压双模态燃烧室(3)；
2.根据权利要求1所述的涡轮冲压组合发动机，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的涡轮冲压组合发动机，其特征在于，还包括尾喷管(4)；
4.根据权利要求1所述的涡轮冲压组合发动机，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的涡轮冲压组合发动机，其特征在于，
6.一种涡轮冲压组合发动机控制方法，用以实现对权利要求1所述的涡轮冲压组合发动机进行控制，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种涡轮冲压组合发动机，其特征在于，包括进气道(1)、涡轮发动机(2)、加力/冲压双模态燃烧室(3)；
2.根据权利要求1所述的涡轮冲压组合发动机，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的涡轮冲压组合发动机，其特征在于，还包括尾喷管(4)...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘鑫峰，刘太秋，韩佳，王靖凯，高婉宁，牛孝霞，孔祥雪，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：
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