中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所王世茂获国家专利权
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龙图腾网获悉中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所申请的专利基于燃烧加热模式的预冷涡喷组合发动机试验系统及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115683635B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211106005.3,技术领域涉及:G01M15/02;该发明授权基于燃烧加热模式的预冷涡喷组合发动机试验系统及装置是由王世茂;晏至辉;何修杰;孙晓亮;王振锋;康忠涛;郭明;袁勐;任虹宇设计研发完成,并于2022-09-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于燃烧加热模式的预冷涡喷组合发动机试验系统及装置在说明书摘要公布了:本发明属于航空发动机技术领域,公开了一种基于燃烧加热模式的预冷涡喷组合发动机试验系统及装置。该试验系统包括发动机用常温空气供应管路、燃烧加热器用常温空气供应管路、燃烧加热器用氧气供应管路、燃烧加热器用氢气燃料供应管路、预冷器用液氮预冷介质供应管路、发动机用航空煤油燃料供应管路、燃烧加热器系统与高温空气供应管路组合体。试验系统运行过程中,可以实现连续变流量和恒定流量的常温空气、高温空气、预冷介质、航空煤油的供应,能够满足预冷涡喷组合发动机不同工况的直连式试验的需求。
本发明授权基于燃烧加热模式的预冷涡喷组合发动机试验系统及装置在权利要求书中公布了:1.基于燃烧加热模式的预冷涡喷组合发动机试验系统,其特征在于,所述的基于燃烧加热模式的预冷涡喷组合发动机试验系统包括发动机用常温空气供应管路、燃烧加热器用常温空气供应管路、燃烧加热器用氧气供应管路、燃烧加热器用氢气燃料供应管路、预冷器用液氮预冷介质供应管路、发动机用航空煤油燃料供应管路和燃烧加热器系统与高温空气供应管路组合体; 发动机用常温空气供应管路包括顺序连接的AC1-Kac1-Pac1-Kac2-Pac2-Kac6-C,管路起点为空气储罐ⅠAC1,经减压器ⅠKac1、空气文氏管Ⅰ前压力传感器Pac1、空气文氏管ⅠKac2、空气文氏管Ⅰ后压力传感器Pac2、常温空气调节阀Kac6,最终连接到预冷器C,并将常温空气供应给发动机D;常温空气调节阀Kac6还连接有排气管路Ⅰ,排气管路Ⅰ包括顺序连接的Kac4-Kac5;当需要改变常温空气的供应流量时,改变常温空气调节阀Kac6的开度,同时打开排气管路气动阀Kac4和空气文氏管ⅡKac5,则部分空气通过排气管路Ⅰ排放至大气中,从而实现常温空气变流量供应;供应到发动机C中的常温空气的质量流量与排放到大气中的常温空气的质量流量的比值等于调节阀Kac6流通通道的面积与空气文氏管ⅡKac5最小横截面积的比值;当不需要供应常温空气时,关闭排气管路气动阀Kac4和常温空气调节阀Kac6,则不再向预冷器C中供应常温空气;其中,空气文氏管Ⅰ前压力传感器Pac1用来测量空气文氏管ⅠKac2之前的压力,空气文氏管Ⅰ后压力传感器Pac2用来测量空气文氏管ⅠKac2之后的压力; 燃烧加热器用常温空气供应管路包括顺序连接的A1-Ka1-Pa1-Ka2-Pa2-Ka3-P2-A,管路起点为空气储罐ⅡA1,经减压器ⅡKa1、空气文氏管Ⅱ前压力传感器Pa1、空气文氏管ⅡKa2、空气文氏管Ⅱ后压力传感器Pa2、空气文氏管Ⅱ后气动阀Ka3,并与燃烧加热器用氧气供应管路中的氧气混合后形成富氧空气,经富氧空气管道压力传感器P2进入燃烧器A,与氢气混合后燃烧产生高温气体,经工艺喷管B供应给预冷器C,用以模拟飞行器在高速飞行过程中吸入的高温空气;当燃烧器A不运行时,关闭空气文氏管Ⅱ后气动阀Ka3,则不再向燃烧器A中供应空气;其中,空气文氏管Ⅱ前压力传感器Pa1用来测量空气文氏管ⅡKa2之前的压力,空气文氏管Ⅱ后压力传感器Pa2用来测量空气文氏管ⅡKa2之后的压力,富氧空气管道压力传感器P2用来测量进入燃烧器A前的富氧空气的压力; 燃烧加热器用氧气供应管路包括顺序连接的O1-Ko1-Po1-Ko2-Po2-Ko3-P2-A,管路起点为氧气储罐O1,经氧气减压器Ko1、氧气文氏管前压力传感器Po1、氧气文氏管Ko2、氧气文氏管后压力传感器Po2、氧气文氏管后气动阀Ko3,并与燃烧加热器用常温空气供应管路中的空气混合后形成富氧空气,经富氧空气管道压力传感器P2进入燃烧器A,与氢气混合后燃烧产生高温气体,经工艺喷管B和压力传感器P4供应给预冷器C,用以模拟飞行器在高速飞行过程中吸入的高温空气;当燃烧器A不运行时,关闭氧气文氏管后气动阀Ko3,则不再向燃烧器A中供应氧气;其中,氧气文氏管前压力传感器Po1用来测量氧气文氏管Ko2之前的压力,氧气文氏管后压力传感器Po2用来测量氧气文氏管Ko2之后的压力,富氧空气管道压力传感器P2用来测量进入燃烧器A前的富氧空气的压力,压力传感器P4用来测量进入高温空气调节阀Kah3前的富氧空气的压力; 燃烧加热器用氢气燃料供应管路包括顺序连接的H1-Kh1-Ph1-Kh2-Ph2-Kh3-P1-A,管路起点为氢气储罐H1,经氢气减压器Kh1、氢气文氏管前压力传感器Ph1、氢气文氏管Kh2、氢气文氏管后压力传感器Ph2、氢气文氏管后气动阀Kh3,并经氢气管道压力传感器P1进入燃烧器A,与富氧空气混合后燃烧产生高温气体,经工艺喷管B和压力传感器P4供应给预冷器C,用以模拟飞行器在高速飞行过程中吸入的高温空气;当燃烧器A不运行时,关闭氢气文氏管后气动阀Kh3,则不再向燃烧器A中供应氢气;其中,氢气文氏管前压力传感器Ph1用来测量氢气文氏管Kh2之前的压力,氢气文氏管后压力传感器Ph2用来测量氢气文氏管Kh2之后的压力,氢气管道压力传感器P1用来测量进入燃烧器A前的氢气的压力,压力传感器P4用来测量进入高温空气调节阀Kah3前的富氧空气的压力; 预冷器用液氮预冷介质供应管路包括顺序连接的N1-Pn1-Kn1-Pn2-Kn2-Kn3-C,管路起点为液氮储罐N1,经液氮汽蚀管前压力传感器Pn1、液氮汽蚀管Kn1、液氮汽蚀管后压力传感器Pn2、液氮流量调节阀Kn2、液氮气动阀Kn3,并由预冷介质流入接口供应给预冷器C,在预冷器C内形成冷却区,对燃烧产生的高温气体进行换热冷却,将高温气体变为常温气体供应给发动机D,经过预冷器后的常温气体的温度由温度传感器T1进行测量,换热后升温的液氮介质由预冷介质排出接口排放至大气中;其中,液氮汽蚀管前压力传感器Pn1用来测量进入液氮汽蚀管Kn1前的液氮的压力,液氮汽蚀管后压力传感器Pn2用来测量液氮汽蚀管Kn1和液氮流量调节阀Kn2之间的液氮的压力; 发动机用航空煤油燃料供应管路包括顺序连接的F1-Kf1-Pf1-Kf2-Kf3-Pf2-D,管路起点为燃油桶F1,经燃油泵Kf1、航空煤油泵后压力传感器Pf1、航空煤油流量计Kf2、航空煤油气动阀Kf3、航空煤油气动阀后传感器Pf2,最终供应给发动机D,在涡喷发动机燃烧室形成航空煤油喷雾,与上游的发动机用常温空气供应管路供应的空气混合后燃烧并产生推力;其中,航空煤油泵后压力传感器Pf1用来测量燃油泵Kf1后的压力,航空煤油气动阀后传感器Pf2用来测量进入发动机D前的燃料压力; 燃烧加热器系统与高温空气供应管路组合体包括顺序连接的A-B-P4-Kah3-C;燃烧加热器系统由燃烧器A和工艺喷管B组成,氢气及富氧空气在燃烧器A中燃烧生成含氧量为21%的高温燃气,用来模拟飞行器高速飞行过程中吸入的高温空气,高温空气经由工艺喷管B进入高温空气供应管路,将工艺喷管B的出口的高温燃气定义为高温空气;高温空气供应管路包括顺序连接的B-P4-Kah3-C,高温空气供应管路起点为工艺喷管B的出口,经压力传感器P4、高温空气调节阀Kah3,最终进入预冷器C,经预冷器C换热降温后变为常温空气供应给发动机D;高温空气调节阀Kah3还连接有排气管路Ⅱ,排气管路Ⅱ包括顺序连接的Kah1-Kah2;当需要改变高温空气的供应流量时,改变高温空气调节阀Kah3的开度,同时打开排气管路高温气动阀Kah1,则部分空气通过排气管路高温气动阀Kah1和排气管路文氏管Kah2排放至大气中,从而实现高温空气变流量供应;供应到发动机C中的高温空气的质量流量与排放到大气中的高温空气的质量流量的比值等于高温空气调节阀Kah3流通通道的面积与排气管路文氏管Kah2最小横截面积的比值;当不需要供应高温空气时,关闭燃烧器A,则不再向预冷器C中供应高温空气;其中,压力传感器P4用来测量高温空气调节阀Kah3之前的高温气体压力; 试验系统运行过程中,实现连续变流量和恒定流量的常温空气、高温空气、预冷介质、航空煤油的供应,同时开展变流量常温空气供应条件下预冷涡喷发动机性能试验、恒定流量常温空气供应条件下预冷涡喷发动机性能试验、变流量高温空气供应条件下预冷涡喷发动机性能试验、恒定流量高温空气供应条件下预冷涡喷发动机性能试验,满足预冷涡喷组合发动机不同工况的直连式试验的需求。
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