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1、推进技术———超燃冲压发动机技术———刘小勇摘要超燃冲压发动机是研究对应飞行马赫数大于6、以超声速燃烧为核心的冲压发动机技术。它的应用背景是高超声速巡航导弹、高超声速飞机和空天飞机等。半个世纪以来,它的研究受到了美、俄、法等国的重视。目前,超燃冲压发动机技术已经开始进行飞行演示验证。21世纪,超燃冲压发动机技术必将得到较快发展和实际应用,必定会对未来的军事、政治、经济等产生深远影响。主题词冲压发动机超声速燃烧超燃冲压发动机高超声速飞行器概述器,如高超声速巡航导弹、高超高超声速技术的关键。它涉及到冲压发动机(ramjet)属于吸声速飞机和空天飞机。空气动力学、气动
2、热力学、计算气式喷气发动机类,由进气道、超燃冲压发动机通常又可分流体力学、燃烧学、材料学等多燃烧室和尾喷管构成,没有压气为双模态冲压发动机(dualmodle学科的前沿问题及其交叉,是超机和涡轮等旋转部件,高速迎面ramjet)和双燃烧室冲压发动机声速燃烧、吸热型碳氢燃料、热气流经进气道减速增压,直接进(dualcombustorramjet)。双模防护、发动机/飞行器机体一体入燃烧室与燃料混合燃烧,产生态冲压发动机是指发动机根据不化、地面模拟试验和飞行试验等高温燃气经尾喷管膨胀加速后排同的来流速度,其燃烧室分别工众多高新技术的集成,以其为动出,从而产生推力。它
3、结构简作于亚声速燃烧状态、超声速燃力装置的高超声速巡航导弹、高单,造价低、易维护,超声速飞烧状态或超声速燃烧/亚声速燃超声速飞机、空间作战飞行器/行时性能好,特别适宜在大气层烧/超声速燃烧状态。对于这种未来低成本可重复使用大地往返或跨大气层中长时间超声速或高发动机如果其几何固定,通常能运输系统(空天飞机)对于国防安超声速动力续航飞行。够跨4个飞行马赫数工作,目前全、未来空间作战和航天运输都当冲压发动机燃烧室入口气研究较多的是M∞=3(4)～有重要意义。流速度为亚声速时,燃烧主要在7(8)的双模态冲压发动机;双模目前,美、俄、法、日、德、亚声速气流中进行,这类发动
4、机态冲压发动机如果几何可调,则英、印度等都正大力发展这方面称为亚燃冲压发动机,目前得到能够在更宽的马赫数范围内工技术。预计美国将在2010年前广泛应用;当冲压发动机燃烧室作,如M∞=2～12。双燃烧后完成高超声速巡航导弹研制,入口气流速度为超声速时,燃烧室冲压发动机是指同一发动机同在2020年前后研制成实用的高在超声速气流中开始进行,这类时具有亚燃冲压和超燃冲压双循超声速飞机,在2025年前后研发动机称为超燃冲压发动机,目环的超燃冲压发动机,采用双循制成功未来低成本可重复使用大前得到了广泛研究。亚燃冲压发环的主要目的是用亚燃冲压发动地往返运输系统(空天飞机)。动
5、机一般应用于飞行马赫数低于机点燃超燃冲压发动机来解决煤6的飞行器,如超声速导弹和高油燃料的点火和稳定燃烧等问1超燃冲压发动机的应用背景空侦察机。超燃冲压发动机一般题。超燃冲压发动机的应用背景应用于飞行马赫数高于6的飞行超燃冲压发动机技术是发展是高超声速巡航导弹、高超声速本文2002-06-16收到,作者系中国航天科工集团三院31所高级工程师·38·飞航导弹2003年第2期飞机、空天飞机等,预计最先得高超声速巡航导弹则更是如虎添要,可以低成本地快速部署小卫到应用的将是高超声速巡航导翼。星星座和回收卫星。弹。超燃冲压发动机技术进一步1.1高超声速巡航导弹发展还可能用
6、在洲际飞机上,这2超燃冲压发动机的关键技术高超声速巡航导弹具有快速种洲际飞机飞行速度约为Ma=与飞行器高度一体化的超燃反应能力、相当高的突防概率、5～6,航程达数万公里,各大洲冲压发动机系统主要由进气道、具有很强的穿透力。凭借其高速之间约2h即可到达,有很大的燃烧室、喷管等关键部件组成。度,在很短时间(不超过10min)潜在市场。美、日、俄、法等国其主要关键技术包括:在飞行马内就能够打击近千千米以外的目曾研究过各种以涡轮为基础的吸赫数范围内时,长度短、性能标。美国发展巡航导弹的重要目气式组合循环(TBCC)推进系统高、工作稳定的进气系统;能为标就是增强快速反应与
7、打击能作为其动力装置,美、日等国至推进系统提供最佳性能的燃烧力,尤其是打击机动目标,如导今仍在以国际合作的形式继续进室;能在飞行器整个工作范围内弹发射架、航空母舰等高价值机行研制。提供有效推力的排气系统;发动动目标。高超声速巡航导弹能有1.3空天飞机机总体性能优化;能提供最大有效地遏制地基、机载、舰载预警空天飞机的特点是:能够象效能量又能提供充分的冷却能力及武器系统整体功能的发挥。在普通飞机一样起飞,以高超声速的燃料和燃料供给系统;适合高满足命中精度要求的条件下,高在大气层中飞行,在30km～超声速飞行的热结构和材料;以超声速巡航导弹的巨大动能能有100km高空
8、的飞行速度可达12及演示
