国外固体冲压发动机技术研究与发展状况

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1、国外固体冲压发动机技术研究与发展状况2002-06-28闫大庆单建胜摘要本文对国外固体冲压发动机的研究和发展状况进行了企血、系统的介绍，就固体推进剂管道式冲压发动机、固体燃料冲压发动机、固体燃料超齐速燃烧冲压发动机，以及含硼固体推进剂等儿个方而的技术发展现状、关键技术的探索和解决方法进行了详细的论述，对今后发展提出了建议。主题词冲压喷气发动机冲压火箭发动机固体燃料冲压发动机含硼固体推进剂1前言E1前飞航式导弹正在向超音速和髙超音速（Ma〉4〜8），屮高空（II〉15〜40km）,超低空（H<100〜30

2、0m）和中远程（L>100km）方向发展，这样就进入了冲压发动机最佳工作领域。固体火箭冲压发动机是冲压发动机屮的一种，燃烧室屮的贫«燃气由闹体燃料的燃烧提供。由于其成木低、易储存、结构紧凑简单等突出优点，是弹用冲压发动机的一种优选方案，受到各W的巫视，研制活动非常活跃。前苏联采用同冲发动机的SAM—6地空导弹己于1967年服役，口前各国还旮许多在研型号。闷体冲压发动机一般分为阎体推进剂管道式冲压发动机（SolidDuctedRocket,简称SDR）；阀体燃料冲压发动机（SolidFuelRamjet,

3、简称SFRJ）;阀体燃料超音速燃烧冲压发动机（SolidFuelScramjet,简称Scramjet）o2SDR的研究状况及关键技术[1〜19]固体推进剂管道式冲压发动机（SDR）又称为固体燃气发生器冲压发动机，结构如图1。称为燃气发生器的主燃烧室内，贫氧固体燃料经预燃气化生成富燃燃烧产物，排入冲压燃烧室（或称补燃室），与从进气道引入的空气（富氧）混合补燃，二次燃烧产物从喷管排出，产生推力。因仅用吸气式发动机不能零速起动，故冲压燃烧室同时用作助排器，助推药柱燃宂后助排喷管抛掉，导弹加速到超音速，并转換

4、到冲压工作状态。燃气发生器通常侖两种构型。一种是维塞式，发生器工作压强由一个或多个唢管（或燃气阀）控制。另一种足非壅塞式，燃烧室问没有壅塞式截流器,燃气发生器燃烧产物通过喷注器直接流入补燃室，其中的工作压强接近于补燃室压强，由导弹的飞行速度和高度决定。缩比试验表明，硼的燃烧效率随燃气发生器中的压强与补燃室中压强之比以及空气温度的升商而增加，因此，同样条件下辦塞式略优于非雍塞式，似低空飞行条件下非雍塞式因结构简中而更为冇效。为外，不管采取那种形式，随导弹的飞行高度和速度的不同，要维持一定的空/燃比和调节推

5、力，就需要进行发生器流量的调节，两种构形其调节方法和机理是有差异的。2.1SDR的研究和发展状况一般来说，SDR的推进性能不如液体燃料冲压发动机和同体燃料冲压发动机（SFRJ），但由于技术成熟，灵活性好，工作相对简单，H前对SDR的研究较多。六十年代前苏联首先在防空••弹SA-6上使用丫碳氢燃料整体式SDR,美、德、法等岡也积极开展SDR技术的研究项hl,为其在战术导弹卜.的应川打下了坚实的基础。a.美国作为对先进中程空对空导弹（AMRAAM）推进技术的改进，美国空军于1976年开始评估SDR在战术空对

6、空导弹上的应川。70年代后期，空军火箭推进试验室和喷气推进试验室发起了新型空对空导弹技术计划，B在发展无喷管助推器用的推进剂、快速可燃气体发生器推进剂和冲压燃烧室技术。1979年，喷气推进实验室进行固体燃料管道冲压发动机一推进技术验证计划（DR-PTV）。目的足把选出的SDR发动机构型结合到一个试验飞行器中，來满足先进中程空对空导弹AIM-120的设计和对接要求。该发动机使用固定流贵气体发生器，采用ArCadene399燃料，贫氣燃气进入M•有双进气道的冲压燃烧室中。对fi连忒和A由射流式发动机进行了试

7、验，以验证主发动机和助推-巡航的转换性能，研制了无喷管助推器。80年代初，空军开始对战术空对空导弹使用可变流量气体发生器进行评估，并幵发燃气发生器燃料和吋变流系统的调控方法。目的是在5年之rt发展成一个可供飞行的推进系统，用于先进巾程空对空导弹（AIM-120）巾，进行后续计划的飞行试验。b.德国徳国1973年开始研制硼M推进剂在SDR中的应用，先后研制EFT型实验导弹（1973〜1975）、ASSM（1975〜1980）、ANS预研型号（1981〜1987）等以SDR为动力的导弹。ANS反舰导弹的动力

8、装置山MBB公司研制，采用整体式SDR。间体助推器药柱直径为330mm,药型为星形，推进剂为CTPB，采川可抛式喷管；冲压发动机药柱S径为330mm，长3200mm，质fi为180〜200kg，端而燃烧，推进剂采川PB632—253配方（含硼S为40%的贫氧丁羟），喷管喉部血积可调。ANS燃气发生器推进剂的特点是燃料调节比较高，为1:4〜4.5,其燃烧放热值约3400kJ/kg,理论比冲为10000〜11000N?s/kg，密度为1.7g/