【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术属于航空动力装置，具体涉及一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统。
技术介绍
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技术介绍
1、跨介质飞行器是指既可在空中飞行，又能完成水下潜航的新概念特种飞行器。其兼具导弹武器高速远程和潜航器隐蔽性好的优势，可实现水/空介质的反复切换，使敌常规作战系统难以应对，形成颠覆性的作战能力，成为未来海上作战体系中新的战斗力增长点。
2、目前大型跨介质飞行器如火箭助飞鱼雷，均采用火箭助推器+鱼雷的构成形式，助推完成后两者分离，鱼雷一次入水完成任务，无法再次出水。而小型跨介质飞行器虽然能够实现水/空介质的反复切换，但其空中模态多采用螺旋桨推进，速度较低，响应速度和突防能力受到很大限制。冲压/水冲压虽然能实现高速航行，但空中/水中都需要助推器加速，使用受到限制。未来实现高速跨介质飞行将面临两个难题：一是如何实现飞行动力与水下动力的高度融合；二是如何解决高速飞行与多次跨介质之间存在的矛盾。因此需要设计一种适用于高速跨介质飞行器的新型动力系统。
技术实现思路
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技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，以解决现有跨介质飞行器的如何实现飞行动力与水下动力的高度融合，如何解决高速飞行与多次跨介质之间存在的矛盾。
2、本专利技术采用以下技术方案：一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，包括一水平设置的中空的传动轴，传动轴的中段固定且同轴套装有一旋转火箭，传动轴的一端为可开关的进水口，另一端
3、还包括同轴套装在传动轴上、且相互连通设置的集气腔和环形补燃室，集气腔通过各个喷管与旋转火箭连通；
4、还包括一中空的压缩空气管，其同轴套装在所述旋转火箭外；所述压缩空气管的两端密封，其内远离集气腔的一端设置压气机，压气机固定且同轴套装在所述传动轴上；
5、环形补燃室上设置有若干个压缩空气入口；压缩空气管通过压缩空气入口与环形补燃室连通。
6、进一步的，压缩空气管的管壁上、靠近所述压气机的进气侧设置有至少两个进气口，进气口上设置有可开闭的挡片。
7、进一步的，各个喷管为拉瓦尔型喷管，各个喷管产生的作用力方向为周向。
8、进一步的，轴流水泵的出口连接有喷水管。
9、进一步的，环形补燃室远离旋转火箭的一侧设有喷气管。
10、进一步的，推进剂的两侧设置有电极盖板，两个电极盖板分别用于接电源的正极和负极，其中靠近喷管一侧的电极盖板上设置有多个出气孔。
11、本专利技术采用的第二种技术方案是，一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统的工作方法，基于一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，包括以下内容：
12、在高速跨介质组合动力系统处于入水前、水下航行和出水前这三个模态下，打开进水口，进气口收缩关闭；
13、进水口将吸入的水或空气导入轴流水泵的壳体内中，轴流水泵对吸入的水进行加速，喷水口用于将加速后的高速水流喷出，产生推力。
14、进一步的，包括以下内容：
15、在高速跨介质组合动力系统的处于空中飞行模态下，进水口关闭，进气口伸展打开；
16、压气机用于压缩经进气口导入的空气，并将其经压缩空气入口导入环形补燃室中；
17、当环形补燃室中同时通入空气和燃气时，会发生掺混燃烧，再通过后方喷气管喷出，提供整体运行推力。
18、进一步的，包括以下内容：
19、在入水前、水下航行、出水前和空中飞行模态下，旋转火箭始终保持工作状态，旋转火箭通过侧置的喷管将高速燃气侧向喷出进而产生周向旋转力矩，通过自身旋转，带动传动轴转动，从而驱动压气机和轴流水泵工作。
20、本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术设计出了一种适合高速跨介质飞行器的基于旋转火箭的新型组合动力系统，将旋转火箭作为核心动力源，通过旋转火箭的转动为轴流水泵和压气机共提供动力源，再结合进水口与进气口的开闭控制，可以实现在水下使用轴流水泵为整体动力系统提供动力，在空中通过空气与高温燃气在环形补燃室的燃烧产生推力为整体动力系统提供动力，这种结构为水下高速航行提供了一种新的动力方式，能够获得更好的推进效率，也为实现了空中动力与水下动力有机融合找到了突破口。解决了高速跨介质飞行器空中动力与水下动力的高度融合、高速飞行与多次跨介质之间存在的矛盾等难题，具有可于水/空介质零速启动，运行速度可调范围广，空/水模态切换灵活，空中飞行模态性能优异等优点。
22、本专利技术提出了基于电控固体推进的旋转火箭增压推进新方案，即通过在推进剂两端增设电极盖板，可以通过控制电压来控制推进剂的燃烧速率，从而控制整体组合动力系统的运行速度，使得整体组合动力系统既具有旋转涡轮火箭的高性能、强机动的优点，又实现了固体火箭可重复启动和可调节的特点，提升了动力系统的调节能力与适应性。
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1.一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，包括一水平设置的中空的传动轴(11)，所述传动轴(11)的中段固定且同轴套装有一旋转火箭(5)，所述传动轴(11)的一端为可开关的进水口(1)，另一端设有与其连通的轴流水泵(10)；所述旋转火箭(5)内设置有推进剂；所述旋转火箭(5)的尾部设置有至少两个喷管(2)；各个所述喷管(2)用于向外喷出燃气，以产生旋转力矩带动所述旋转火箭(5)关于所述传动轴(11)转动；
2.如权利要求1所述的一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，所述压缩空气管(4)的管壁上、靠近所述压气机(12)的进气侧设置有至少两个进气口(3)，所述进气口(3)上设置有可开闭的挡片。
3.如权利要求1或2所述的一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，各个所述喷管(2)为拉瓦尔型喷管，各个所述喷管(2)产生的作用力方向为周向。
4.如权利要求3所述的一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，所述轴流水泵(10)的出口连接有喷水管(9)。
5.如权利要求3所述的一种基于旋转
6.如权利要求3所述的一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，所述推进剂(14)的两侧设置有电极盖板(15)，两个所述电极盖板(15)分别用于接电源的正极和负极，其中靠近所述喷管(2)一侧的电极盖板(15)上设置有多个出气孔(16)。
7.一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统的工作方法，其特征在于，基于权利要求1-6中任意一项所述的一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，包括以下内容：
8.如权利要求7所述的工作方法，其特征在于，包括以下内容：
9.如权利要求7或8所述的工作方法，其特征在于，包括以下内容：
...【技术特征摘要】
1.一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，包括一水平设置的中空的传动轴(11)，所述传动轴(11)的中段固定且同轴套装有一旋转火箭(5)，所述传动轴(11)的一端为可开关的进水口(1)，另一端设有与其连通的轴流水泵(10)；所述旋转火箭(5)内设置有推进剂；所述旋转火箭(5)的尾部设置有至少两个喷管(2)；各个所述喷管(2)用于向外喷出燃气，以产生旋转力矩带动所述旋转火箭(5)关于所述传动轴(11)转动；
2.如权利要求1所述的一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，所述压缩空气管(4)的管壁上、靠近所述压气机(12)的进气侧设置有至少两个进气口(3)，所述进气口(3)上设置有可开闭的挡片。
3.如权利要求1或2所述的一种基于旋转火箭的高速跨介质组合动力系统，其特征在于，各个所述喷管(2)为拉瓦尔型喷管，各个所述喷管(2)产生的作用力方向为周向。
4.如权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李江，徐钦睿，董佳欣，程拾慧，王逸溦，孟鑫，陈榆，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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