冲压发动机的静止启动方法与流程

1.本发明涉及一种冲压发动机的静止启动方法，尤其是冲压发动机在静止状态可启动的冲压发动机的静止启动方法。


背景技术：

2.冲压发动机具有结构简单、重量轻、成本低、单位推力高和速度快的优点。与火箭发动机相比，冲压发动机无需携带氧化剂。
3.高超声速飞行器是未来军民用航空器的战略发展方向，被称为继螺旋桨、涡轮喷气推进飞行器之后航空史上的第三次革命。冲压发动机是实现高超声速飞行器的首要关键技术，是21世纪以来世界各国竞相发展的热点领域之一。
4.尽管冲压发动机有许多优点，但它不能在静止状态下启动，也就是说它不能独立完成从起飞到高超音速飞行的全过程，因此人们提出了组合式动力的概念。当前的组合式冲压发动机主要有涡轮/冲压和火箭/冲压等。
5.高超声速飞行器上既要安装冲压发动机用于途中的高超声速飞行，又要安装其它发动机用于起飞，重量和体积都增大，造价增加，势必导致效费比显著降低，高超声速的马赫数受到限制。
6.如果冲压发动机在静止状态下能够启动，高超声速飞行器上就不需要再安装其它发动机，那么重量和体积都减小，造价大大降低，高超声速的马赫数将进一步增大。
7.如何解决冲压发动机的静止启动，需要冲破思维定势的束缚，需要另辟蹊径。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是提供一种，冲压发动机在静止状态可启动的冲压发动机的静止启动方法。
9.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的：
10.一种冲压发动机的静止启动方法，含冲压发动机、贮气罐和控制装置。
11.该冲压发动机，其前端为进气管，其安装在飞行器上，该飞行器由其驱动。
12.该进气管，其横断面为矩形，其右侧固定连接侧气管，其右侧的侧壁上开有矩形控制孔，其右侧的侧壁上安装气门。
13.该进气管与该侧气管通过控制孔连通。
14.该气门，其为矩形板，其上端用铰链固定连接在该控制孔上方的该进气管的右侧侧壁上，当其左侧面的压强大于右侧面的压强时，其自动将该控制孔关闭，当其右侧面的压强大于左侧面的压强时，其自动将该进气管的上部封盖。
15.该贮气罐，其内腔中贮存有高压压缩空气，其上安装输气管。
16.该输气管，其管壁上固定嵌装电热丝，其一端与该贮气罐固定连接且与该贮气罐连通，其另一端与该侧气管固定连接且与该侧气管连通，其上固定安装控制阀。
17.当该控制阀打开时，该贮气罐的压缩空气通过该输气管进到该侧气管中；当该控
制阀打开越大时，通过该输气管的压缩空气的流量越大；当该控制阀关闭时，该贮气罐的压缩空气不能通过该输气管进到该侧气管中。
18.该控制装置启动后，能分别自动及时控制该控制阀的打开、关闭和通过该输气管的压缩空气的流量。
19.该飞行器需要从静止起飞时，先启动该控制装置，同时该电热丝通电；启动后的该控制装置自动打开该控制阀，该贮气罐中的压缩空气通过该输气管进到该侧气管中，并经该电热丝加热后，推开该气门，且使该气门将该进气管的上部封盖，进到该侧气管的压缩空气通过该控制孔进到该进气管的下部，再进到该冲压发动机中；进到该冲压发动机的压缩空气，相当于该飞行器在高速运动时进到该冲压发动机的大气中的空气，从而该冲压发动机能被点火启动，推动该飞行器加速运动；该控制装置还对通过该输气管的压缩空气的流量进行控制，确保该冲压发动机在静止状态时能够点火启动；当该飞行器的速度达到不需要该贮气罐提供压缩空气时，该控制装置自动关闭该控制阀，此时大气中的空气使该气门自动切换将该控制孔关闭，然后通过该进气管进到该冲压发动机中，使该冲压发动机继续工作。
20.该冲压发动机的静止启动方法，解决了该冲压发动机在静止状态时不能启动的技术难题。
21.该飞行器若为巡航导弹或短、中程地地导弹，则大气中的空气向该冲压发动机供气后，该贮气罐抛掉，以减小该巡航导弹或该短、中程地地导弹的质量。
22.该飞行器若为在大气中飞行的飞机，则大气中的空气向该冲压发动机供气后，该贮气罐保留，以备下次充气后再使用。
23.该飞行器若为运载火箭、航天飞机或远程地地导弹，则大气中的空气向该冲压发动机供气后，该贮气罐保留，待该运载火箭、该航天飞机或该远程地地导弹，在空气稀薄的空间飞行时，向该冲压发动机接续供气，使该冲压发动机继续工作。
24.采用这样的结构后，由于冲压发动机采用压缩空气启动，解决了冲压发动机不能静止启动的技术难题。从此，飞行器不再需要安装其它发动机用于起飞，重量和体积都大大减小，造价显著降低，飞行器速度的马赫数将进一步增大，一个简单结构解决了大难题。此为本发明的重大创造之一。
25.采用这样的结构后，由于贮气罐较组合发动机，结构非常简单、造价低很多，贮气罐内压缩空气的质量很小，大大提高了飞行器的效费比。此为本发明的重大创造之二。
26.采用这样的结构后，由于贮气罐贮存的压缩空气，不但用于冲压发动机的静止启动，而且还用于飞行器在空气稀薄的空间飞行时为冲压发动机接续供气，从而省掉火箭发动机。此为本发明的重大创造之三。
27.采用这样的结构后，由于输气管的管壁上固定嵌装电热丝，通过输气管进到冲压发动机的压缩空气的温度升高，与进到冲压发动机的大气中的空气的相似性好，可确保冲压发动机在静止状态下点火启动。此为本发明的重大创造之四。
28.采用这样的结构后，由于冲压发动机在静止状态下启动的技术瓶颈解决了，使众多飞行器能够实现高超声速飞行。军工人员日夜攻坚的高超声速巡航导弹迎刃而解，军工人员冥思苦想提高导弹突防能力的科研很快就会见到曙光，飞行员翘首以待航母飞机不依赖弹射起飞的愿望可望很快实现，人们梦寐以求飞机高超声速飞行，让地球上任意城市短
时间到达的愿望指日可待。一点突破，竟然催生连锁反应。此为本发明的重大创造之五。
29.冲压发动机的静止启动方法虽不复杂，但最先采用便能夺得先机，先机带来的巨大好处可延续十年以上，机不可失！
附图说明
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
31.图1是冲压发动机的静止启动方法的工作原理示意图，但气门已将进气管的上部封盖。
32.图2是冲压发动机的静止启动方法的工作原理示意图，但气门已将控制孔封盖。
具体实施方式
33.如图1、图2所示，一种冲压发动机的静止启动方法，含冲压发动机1、贮气罐7和控制装置。
34.如图1、图2所示，该冲压发动机1，其前端为进气管2，其安装在飞行器上，该飞行器由其驱动。
35.如图1、图2所示，该进气管2，其横断面为矩形，其右侧固定连接侧气管3，其右侧的侧壁上开有矩形控制孔4，其右侧的侧壁上安装气门5。
36.如图1、图2所示，该进气管2与该侧气管3通过控制孔4连通。
37.如图1、图2所示，该气门5，其为矩形板，其上端用铰链6固定连接在该控制孔4上方的该进气管2的右侧侧壁上，当其左侧面的压强大于右侧面的压强时，其自动将该控制孔4关闭，当其右侧面的压强大于左侧面的压强时，其自动将该进气管2的上部封盖。
38.如图1、图2所示，该贮气罐7，其内腔中贮存有高压压缩空气，其上安装输气管8。
39.如图1、图2所示，该输气管8，其管壁上固定嵌装电热丝，其一端与该贮气罐7固定连接且与该贮气罐7连通，其另一端与该侧气管3固定连接且与该侧气管3连通，其上固定安装控制阀9。
40.如图1、图2所示，当该控制阀9打开时，该贮气罐7的压缩空气通过该输气管8进到该侧气管3中；当该控制阀9打开越大时，通过该输气管8的压缩空气的流量越大；当该控制阀9关闭时，该贮气罐7的压缩空气不能通过该输气管8进到该侧气管3中。
41.该控制装置启动后，能分别自动及时控制该控制阀9的打开、关闭和通过该输气管8的压缩空气的流量。
42.如图1所示，该飞行器需要从静止起飞时，先启动该控制装置，同时该电热丝通电；启动后的该控制装置自动打开该控制阀9，该贮气罐7中的压缩空气通过该输气管8，并经该电热丝加热后进到该侧气管3中，推开该气门5，且使该气门5将该进气管2的上部封盖，进到该侧气管3的压缩空气通过该控制孔4进到该进气管2的下部，再进到该冲压发动机1中；进到该冲压发动机1的压缩空气，相当于该飞行器在高速运动时进到该冲压发动机1的大气中的空气，从而该冲压发动机1能被点火启动，推动该飞行器加速运动；该控制装置还对通过该输气管8的压缩空气的流量进行控制，确保该冲压发动机1在静止状态时能够点火启动；如图2所示，当该飞行器的速度达到不需要该贮气罐7提供压缩空气时，该控制装置自动关闭该控制阀9，此时大气中的空气使该气门5自动切换将该控制孔4关闭，然后通过该进气管
2进到该冲压发动机1中，使该冲压发动机1继续工作。
43.该冲压发动机的静止启动方法，解决了该冲压发动机1在静止状态时不能启动的技术难题。
44.如图1、图2所示，该飞行器若为巡航导弹或短、中程地地导弹，则大气中的空气向该冲压发动机1供气后，该贮气罐7抛掉，以减小该巡航导弹或该短、中程地地导弹的质量。
45.如图1、图2所示，该飞行器若为在大气中飞行的飞机，则大气中的空气向该冲压发动机1供气后，该贮气罐7保留，以备下次充气后再使用。
46.如图1、图2所示，该飞行器若为运载火箭、航天飞机或远程地地导弹，则大气中的空气向该冲压发动机1供气后，该贮气罐7保留，待该运载火箭、该航天飞机或该远程地地导弹，在空气稀薄的空间飞行时，向该冲压发动机1接续供气，使该冲压发动机1继续工作。
47.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明。本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。

技术特征：
1.一种冲压发动机的静止启动方法，含冲压发动机(1)；所述冲压发动机(1)，其前端为进气管(2)，其安装在飞行器上，所述飞行器由其驱动；其特征在于：所述冲压发动机的静止启动方法，还含贮气罐(7)和控制装置；所述进气管(2)，其横断面为矩形，其右侧固定连接侧气管(3)，其右侧的侧壁上开有矩形控制孔(4)，其右侧的侧壁上安装气门(5)；所述进气管(2)与所述侧气管(3)通过控制孔(4)连通；所述气门(5)，其为矩形板，其上端用铰链(6)固定连接在所述控制孔(4)上方的所述进气管(2)的右侧侧壁上，当其左侧面的压强大于右侧面的压强时，其自动将所述控制孔(4)关闭，当其右侧面的压强大于左侧面的压强时，其自动将所述进气管(2)的上部封盖；所述贮气罐(7)，其内腔中贮存有高压压缩空气，其上安装输气管(8)；所述输气管(8)，其管壁上固定嵌装电热丝，其一端与所述贮气罐(7)固定连接且与所述贮气罐(7)连通，其另一端与所述侧气管(3)固定连接且与所述侧气管(3)连通，其上固定安装控制阀(9)；当所述控制阀(9)打开时，所述贮气罐(7)的压缩空气通过所述输气管(8)进到所述侧气管(3)中；当所述控制阀(9)打开越大时，通过所述输气管(8)的压缩空气的流量越大；当所述控制阀(9)关闭时，所述贮气罐(7)的压缩空气不能通过所述输气管(8)进到所述侧气管(3)中；所述控制装置启动后，能分别自动及时控制所述控制阀(9)的打开、关闭和通过所述输气管(8)的压缩空气的流量；所述飞行器需要从静止起飞时，先启动所述控制装置，同时所述电热丝通电；启动后的所述控制装置自动打开所述控制阀(9)，所述贮气罐(7)中的压缩空气通过所述输气管(8)，并经所述电热丝加热后进到所述侧气管(3)中，推开所述气门(5)，且使所述气门(5)将所述进气管(2)的上部封盖，进到所述侧气管(3)的压缩空气通过所述控制孔(4)进到所述进气管(2)的下部，再进到所述冲压发动机(1)中；进到所述冲压发动机(1)的压缩空气，相当于所述飞行器在高速运动时进到所述冲压发动机(1)的大气中的空气，从而所述冲压发动机(1)能被点火启动，推动所述飞行器加速运动；所述控制装置还对通过所述输气管(8)的压缩空气的流量进行控制，确保所述冲压发动机(1)在静止状态时能够点火启动；当所述飞行器的速度达到不需要所述贮气罐(7)提供压缩空气时，所述控制装置自动关闭所述控制阀(9)，此时大气中的空气使所述气门(5)自动切换将所述控制孔(4)关闭，然后通过所述进气管(2)进到所述冲压发动机(1)中，使所述冲压发动机(1)继续工作；所述冲压发动机的静止启动方法，解决了所述冲压发动机(1)在静止状态时不能启动的技术难题。2.按照权利要求1所述冲压发动机的静止启动方法，其特征在于：所述飞行器若为巡航导弹或短、中程地地导弹，则大气中的空气向所述冲压发动机(1)供气后，所述贮气罐(7)抛掉，以减小所述巡航导弹或所述短、中程地地导弹的质量。3.按照权利要求1所述冲压发动机的静止启动方法，其特征在于：所述飞行器若为在大气中飞行的飞机，则大气中的空气向所述冲压发动机(1)供气后，所述贮气罐(7)保留，以备下次充气后再使用。
4.按照权利要求1所述冲压发动机的静止启动方法，其特征在于：所述飞行器若为运载火箭、航天飞机或远程地地导弹，则大气中的空气向所述冲压发动机(1)供气后，所述贮气罐(7)保留，待所述运载火箭、所述航天飞机或所述远程地地导弹，在空气稀薄的空间飞行时，向所述冲压发动机(1)接续供气，使所述冲压发动机(1)继续工作。

技术总结
本发明涉及一种冲压发动机的静止启动方法，含冲压发动机(1)、贮气罐(7)和控制装置。冲压发动机(1)采用压缩空气启动，解决了冲压发动机(1)不能静止启动的技术难题；贮气罐(7)较组合发动机，结构简单、造价低，大大提高了飞行器的效费比；贮气罐(7)贮存的压缩空气，还用于飞行器在空气稀薄的空间飞行时为冲压发动机(1)接续供气，从而可省掉火箭发动机；通过输气管(8)进到冲压发动机(1)的压缩空气的温度升高，与进到冲压发动机(1)的大气中的空气的相似性好，可确保冲压发动机(1)在静止状态下点火启动；本发明使众多飞行器能够实现高超声速飞行。飞行。飞行。


技术研发人员：李新亚
受保护的技术使用者：李新亚
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/3/8