具体实施方式

下面根据具体的实施例，结合附图针对本发明进行详细说明。应当理解，此处所述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的一种RBCC发动机供应系统的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的RBCC发动机供应系统包括：气瓶1、起动活门2、减压器3、四氧化二氮贮箱4、无水肼贮箱5、煤油贮箱6、四氧化二氮调节装置7、四氧化二氮孔板组10、无水肼调节装置8、无水肼孔板组11、煤油油量调节装置9、第一四氧化二氮活门15、第二四氧化二氮活门12、第一无水肼活门16、第二无水肼活门13、以及煤油活门14。其中，第一四氧化二氮活门15、第二四氧化二氮活门12可统称为四氧化二氮液路活门，第一无水肼活门16、第二无水肼活门13可统称为无水肼液路活门；煤油活门14又可称为煤油液路活门。

所述气瓶1、起动活门2、减压器3顺次连接，四氧化二氮贮箱4、无水肼贮箱5、煤油贮箱6分别与所述减压器3连接；

所述四氧化二氮贮箱4、所述四氧化二氮孔板组10以及所述第一四氧化二氮活门15顺次连接，形成用于连接点火器18的第一通路；

所述四氧化二氮贮箱4、所述四氧化二氮调节装置7以及所述第二四氧化二氮活门12顺次连接，形成用于连接火箭推力室17的第二通路；

所述无水肼贮箱5、所述无水肼孔板组11以及所述第一无水肼活门16顺次连接，形成用于连接点火器18的第三通路；

所述无水肼贮箱5、所述无水肼调节装置8以及所述第二无水肼活门13顺次连接，形成用于连接火箭推力室17的第四通路；

所述煤油贮箱6、所述煤油油量调节装置9以及所述煤油活门14顺次连接，形成用于连接冲压燃烧室19的第五通路。

在一种可选地实施例中，四氧化二氮贮箱4、无水肼贮箱5和煤油贮箱6均为高压贮箱。采用高压挤压系统减少了涡轮泵等转子系统，有利于降低系统研制难度，易于产品实现。

在一种可选地实施例中，四氧化二氮贮箱4内的四氧化二氮在经减压后的介质的气体压力作用下，分别通过四氧化二氮调节装置7进入第二四氧化二氮活门12，通过所述四氧化二氮孔板组10进入第一四氧化二氮活门15。无水肼贮箱5内的无水肼在经减压后的介质的气体压力作用下，分别通过无水肼调节装置8进入第二无水肼活门13，通过无水肼孔板组11进入第一无水肼活门16；煤油贮箱6内的煤油在经减压后的介质的气体压力作用下，通过煤油流量调节装置9进入煤油活门14。四氧化二氮经第二通路进入火箭推力室，无水肼经第四通路进入火箭推力室，二者参与火箭推力室的燃烧产生部分推力；四氧化二氮经第一通路进入点火器，无水肼经第三通路进入点火器，二者参与点火器的燃烧，为冲压燃烧室点火提供高温高压燃气；煤油贮箱内的煤油经第五通路进入所述冲压燃烧室，参与燃烧产生发动机的部分推力。

本申请实施例提供的与RBCC发动机配套的供应系统为挤压式供应系统，如图1中的结构示意图所示，四氧化二氮供应调节、无水肼供应调节和煤油供应调节为独立流路，由于本发明针对三组元推进剂的挤压式系统开展的设计，在本发明中，四氧化二氮路、无水肼路和煤油路共用气瓶1、起动活门2和减压器3，即四氧化二氮供应调节、无水肼供应调节和煤油供应调节共用同一气瓶1、起动活门2和减压器3。四氧化二氮路、无水肼路和煤油路分别设置各自的贮箱、流量调节装置。四氧化二氮路贮箱增压子系统包括气瓶1、起动活门2、减压器3和四氧化二氮贮箱4，无水肼路贮箱增压子系统包括气瓶1、起动活门2、减压器3和无水肼贮箱5，煤油路贮箱增压子系统包括气瓶1、起动活门2、减压器3和煤油贮箱6。气瓶1中的介质经由起动活门2至进入减压器3，介质经减压器3后分别进入四氧化二氮贮箱4、无水肼贮箱5和煤油贮箱6。

四氧化二氮从四氧化二氮路贮箱增压子系统的四氧化二氮贮箱4流出后分两路输出，其中一路输出进入四氧化二氮调节装置7的四氧化二氮路，随后通过四氧化二氮活门12进入推力室，参与推力室燃烧，产生部分推力；另一路输出进入四氧化二氮孔板组10的四氧化二氮路，随后通过四氧化二氮活门15进入点火器，参与点火器燃烧；无水肼从无水肼路贮箱增压子系统的无水肼贮箱5流出后分两路输出，其中一路输出进入无水肼调节装置8的无水肼路，随后通过无水肼活门13进入推力室，参与推力室燃烧，产生部分推力；另一路输出进入无水肼孔板组11的无水肼路，随后通过无水肼活门16进入点火器，参与点火器燃烧；点火器产生工况固定的高温高压燃气，并进入冲压燃烧室，为冲压燃烧室提供点火能量；煤油从煤油路贮箱子系统的煤油贮箱6流出后，进入煤油流量调节装置9的煤油路，随后通过煤油活门14进入冲压燃烧室，参与冲压燃烧室燃烧，产生部分推力。本发明中，贮箱增压子系统构成的流路结构，为四氧化二氮路、无水肼路和煤油路共用流路结构和分离流路结构的集合，三者共用流路结构为减压器3，独立的四氧化二氮路流路结构为四氧化二氮贮箱，独立的无水肼流路结构为四氧化二氮贮箱，独立的煤油流路结构为煤油贮箱。

本申请实施例中，为满足冲压燃烧室多路供应及大范围变流量调节的能力，在燃油路设置具有多路调节功能的调节器，且流量调节范围大，沿弹道根据燃烧室需求对各喷注器提供需求的燃油流量。为满足推力室定混合比、大范围变工况的调节能力，在推力室路设置一台双通道调节阀，在推力室变工况过程中，通过控制器向电机下达信号指令控制调节阀开度，同步线性调节四氧化二氮和无水肼的流量，保证推力室混合比不变的同时满足推力室的大范围连续变工况需求。

本申请实施例提供的RBCC发动机供应系统，针对四氧化二氮/无水肼/煤油三种推进剂组合的供应调节流路进行优化组合和集成，提出了一种挤压式RBCC发动机供应与调节方案，在仿真计算基础上将三种推进剂的增压压力统一，通过在增压子系统设置一台减压器，满足四氧化二氮贮箱、无水肼贮箱和煤油贮箱的增压压力，结合火箭推力室变工况需求以及点火器定工况需求，对火箭推力室和点火器分别采用调节装置、孔板组的方式实现工况调节；针对冲压燃烧室煤油连续调节的需求，在煤油供应调节流路设置了流量调节器，达到闭环控制、调节煤油流量的目的；本发明设计方法简单、可靠，降低了系统复杂程度。并且本发明实施例提供的RBCC发动机供应系统，在火箭推力室处设置有四氧化二氮预冷排放和氮气吹除保护功能，在火箭推力室二次工作前开启火箭推力室四氧化二氮液路活门，四氧化二氮从火箭推力室头部过流带走热量，避免无水肼流入高温喷注器发生热爆炸；同时开启气路活门，高压气体在火箭推力室无水肼喷注器内形成一定背压，防止过流四氧化二氮串腔到无水肼喷注器；四氧化二氮预冷排放及氮气吹除保护后，火箭推力室状态与首次开机状态保持一致，火箭推力室工作时序可保持不变，从而实现火箭推力室多次起动，减少发动机控制状态，提高工作可靠性。

在一种可选地实施例中，RBCC发动机供应系统中还包括：第一气路和第一气路活门；第一气路设置在减压器出口与第四通路出口之间，第一气路活门设置在第一气路上。

在第一气路活门打开的情况下，气瓶中介质经由减压器后通过第一气路后进入火箭推力室，对火箭推力室内无水肼路的气体进行吹除保护。

在一种可选地实施例中，RBCC发动机供应系统还包括：第二气路和第二气路活门；

第二气路设置在减压器出口与第三通路出口之间，第二气路活门设置在第二气路上。

在第二气路活门打开的情况下，气瓶中介质经由减压器后通过第二气路后进入点火器，对点火器内无水肼路的气体进行吹除保护。

第一气路、第二气路可以通用气路，也可以分开独立设置，相应地，第一气路活门与所述第二气路活门可以为同一气路活门，也可以分别独立设置在相应地气路上。

图2中示例性地示出了第一气路活门与第二气路活门为同一气路活门、第一气路、第二气路通用时的RBCC发动机供应系统结构示意图。

如图2所示，在减压器出口和火箭推力室、点火器之间设有气路活门20，通过气路活门后的气体分两路，一路进入火箭推力室的无水肼活门13后的无水肼管路，后进入火箭推力室，实现二次起动前对火箭推力室无水肼路的气体吹除保护；另一路进入点火器的无水肼液路活门16后的无水肼管路，后进入点火器，实现二次起动前对点火器无水肼路的气体吹除保护。

本可选地RBCC发动机供应系统的供应调节过程包括以下步骤：

步骤一：贮箱预增压子系统中的起动活门2打开，气瓶1内的介质经减压器3后分别进入四氧化二氮贮箱4、无水肼贮箱5和煤油贮箱6。

步骤二：四氧化二氮贮箱4内的四氧化二氮在经减压器3减压后的气体压力作用下，分别进入四氧化二氮调节装置7和四氧化二氮孔板组10；同时，无水肼贮箱5内的无水肼在经减压器3减压后的气体压力作用下，分别进入无水肼调节装置8和无水肼孔板组11；同时，煤油贮箱6内的煤油在经减压器3减压后的气体压力作用下，进入煤油流量调节装置。

步骤三：经四氧化二氮调节装置7后的四氧化二氮进入四氧化二氮活门12，经无水肼调节装置8后的无水肼进入无水肼活门13，通过调节装置对四氧化二氮或无水肼流量进行调节及控制，从而实现推力室工况的供应与调节；进入四氧化二氮活门12后的四氧化二氮和进入无水肼活门13后的无水肼进入火箭推力室，参与火箭推力室的燃烧，产生部分推力；经四氧化二氮孔板组的四氧化二氮通过四氧化二氮活门15进入点火器，经无水肼孔板组的无水肼通过无水肼活门16进入点火器，完成点火器的燃烧，产生高温燃气，为冲压燃烧室提供点火能量；经煤油流量调节装置9后的煤油通过煤油活门14进入冲压燃烧室，参与燃烧，产生部分推力，完成RBCC发动机的挤压式供应。

步骤四：发动机二次起动前，气路活门20打开，气瓶1内的介质经减压器3减压后通过气路活门20分别进入火箭推力室的无水肼活门13后的管路、点火器的无水肼活门16后的管路，实现对火箭推力室、点火器无水肼路的氮气吹除保护；同时，四氧化二氮活门12、15打开，四氧化二氮贮箱的四氧化二氮分别经四氧化二氮调节装置和四氧化二氮活门12、四氧化二氮孔板组和四氧化二氮活门15进入火箭推力室、点火器，实现火箭推力室、点火器的预冷排放和二次起动。

本可选地RBCC发动机供应系统，一方面，气瓶内的高压气体经减压器后，一路进入四氧化二氮贮箱、无水肼贮箱及煤油贮箱，为贮箱提供一定的压力；第二路进入火箭推力室无水肼供应管路，为火箭推力室提供吹除保护气体，以满足二次起动时火箭推力室预冷吹除功能及正常可靠工作的需要；第三路进入点火器无水肼供应管路，为点火器提供吹除保护气体，以满足二次起动时点火器预冷吹除功能及正常可靠工作的需要。

第二方面，四氧化二氮贮箱出口的四氧化二氮，一路作为火箭推力室氧化剂进入四氧化二氮调节装置，随后通过四氧化二氮活门进入火箭推力室参与燃烧，产生部分推力，同时，火箭推力室二次起动前，该路四氧化二氮作为推力室预冷介质，通过在推力室流路结构排放带走高温热量，为推力室二次起动提供安全可靠的热环境条件；另一路作为点火器氧化剂进入四氧化二氮孔板组，随后通过四氧化二氮活门进入点火器参与燃烧，产生的高温燃气排入冲压燃烧室，为冲压燃烧室提供点火能量，同时，点火器二次起动前，该路四氧化二氮作为点火器预冷介质，通过在点火器流路结构排放带走高温热量，为点火器二次起动提供安全可靠的热环境条件；

第三方面，无水肼贮箱出口的无水肼，一路作为火箭推力室燃料进入四无水肼调节装置，随后通过无水肼活门进入火箭推力室参与燃烧，产生部分推力；另一路作为点火器燃料进入无水肼孔板组，随后通过无水肼活门进入点火器参与燃烧，产生的高温燃气排入冲压燃烧室，为冲压燃烧室提供点火能量；

第四方面，煤油贮箱出口的煤油，作为冲压燃烧室燃料进入煤油流量调节装置，随后通过煤油活门进入冲压燃烧室参与燃烧，产生部分推力。

传统的火箭发动机供应系统采用双组元推进剂方案，冲压发动机供应系统采用煤油介质，RBCC发动机供应系统集成了火箭发动机和冲压发动机的特点，RBCC发动机挤压式供应系统，为发动机供应燃烧室的燃油、推力室的氧化剂和燃料等，系统功能完善，相比泵压式供应系统，具有系统简单、控制与调节规律易于实现等优点。

本发明针对四氧化二氮/无水肼/煤油推进剂组合，提出了一种RBCC发动机挤压式供应系统方案，本发明集成了火箭发动机和冲压发动机的特点，供应系统同时满足火箭推力室大范围变工况需求和冲压燃烧室宽范围变流量功能。本发明推力室采用四氧化二氮/无水肼推进剂组合，与现有的低温推进剂相比不需要点火剂或者点火装置，与单组元推进剂相比不需要催化剂，推力室可多次起动，点火可靠性较高、系统更为简单。同时，点火器与推力室采用相同推进剂组合，共用贮箱，系统结构更为简洁。与现有的泵压式供应系统方案相比，本发明具有供应与调节方案简单、可靠、研制成本低、易于实现等优势。

简而言之，本发明的RBCC发动机挤压式供应系统和方法，将四氧化二氮、无水肼和煤油三种介质流路集成组合为一体化供应调节系统。三种介质共用气瓶、气路活门、减压器等贮箱增压系统部分；在贮箱处三种介质分离为独立流路结构，三种介质从各自贮箱流出，四氧化二氮和无水肼一路进入各自调节装置进而进入火箭推力室燃烧，产生部分推力，通过调节装置可实现推力室的大范围变工况调节，另一路进入各自孔板组进而进入点火器燃烧，为冲压燃烧室提供点火能量，煤油进入流量调节装置，进而进入燃烧室与空气燃烧产生主要推力，通过流量调节装置煤油路实现大范围流量调节，满足冲压燃烧室的大空域、宽范围工作需求；减压器和推力室、点火器之间设气路活门，适应推力室、点火器二次起动要求；本发明一体化程度高、具备大范围变工况能力、推力室、点火器可多次起动，用于RBCC发动机及带火箭的组合循环发动机等推进剂供应与调节系统。

需要说明的是，以上说明仅是本发明的优选实施方式，应当理解，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明技术构思的前提下还可以做出若干改变和改进，这些都包括在本发明的保护范围内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。