几何结构可调的亚燃冲压发动机性能研究

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1、第36卷第2期2010年4月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPUISIONV01．36．№．2Apr．2010几何结构可调的亚燃冲压发动机性能研究梁俊龙，吴宝元，李斌(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：液体亚燃冲压发动机结构简单、推重比高，是高动态临近空间飞行器的最佳动力装置，临近空间飞行器的飞行速度范围宽、距离远，亟需采用几何结构可调技术来提高冲压发动机的性能。本研究对具有固定、连续可调进气道和尾喷管的冲压发动机性能进行了计算和比较。结果表明，采用连续可调喷管的冲压发动机的性能大大优于固定几何结构的冲压发动机，进气道可调带来的冲压

2、发动机性能增加远小于喷管连续可调带来的发动机性能增加。关键词：可调进气道；可调喷管；亚燃冲压发动机；性能中图分类号：V434文献标识码：A文章编号：(2010)02--0001-05PerformanceresearchofadjustablegeometricstructureramjetengineLiangJunlong，WuBaoyuan，LiBin(Xi'anAerospacePropulsionInstitute，Xi"an710100，China)Ab曲陌ct：Simplestructureandhighspecificimpulseliqui

3、dramjetisthebestengineconceptofhighdynamicvehiclesReal"space．Thevehicleswithlargeflightvelocityrangeandlongflightdis-tancenearspacerequirehigllperformanceramjetathatadoptadjustablegeometricstructuretechnol-ogy．TheramjetperformanceiscalculatedandcomparedwithfLxedandcontinuousadjusta

4、bleskruc-tureintakeandnozzleinthispaper．Theresultsshowthattheperformanceofaramjet而tIlcontinu-OUSadjustablenozzleismuchbetterthanaramjetwithfixedstructure．Improvedramjetperformancefromadjustableintakeismuchlowerthanimprovedperformancefromcontinuousadjustablenozzle．Xeywords：adjustabl

5、eintake；adjustablenozzle；ramjet；performance收稿日期：2009--09—22；修回日期：2009—12-03。作者简介：梁俊龙(1977-．)，男，硕士，研究领域为冲压发动机系统设计。2火箭推进2010年4月0引言临近空间飞行器是指能够在临近空间作长期、持续飞行的飞行器，具有航空、航天飞行器所不具有的作用，特别是在通信保障、情报收集、远程打击等方面极具发展潜力。同时，临近空间飞行器具有相对安全的工作环境，并且在特定的区域能够比卫星提供更多、更详细的信息。因此，临近空间飞行器具有重要的开发应用价值而在国内外引起了广泛的

6、关注。临近空间飞行器可以分为平流层飞艇、浮空气球等低动态飞行器和以冲压发动机或组合发动机为动力的高动态飞行器。高动态临近空间飞行器飞行速度快(马赫数为1．5～5．0Ma)，更是具有非常广阔的军事应用前景。液体亚燃冲压发动机具有结构简单、质量轻、推重比高、可靠性高等优点，因而成为高动态临近空间飞行器的最佳动力装置。高动态临近空间飞行器具有飞行速度范围宽、飞行距离远的特点【l】，现有的固定几何结构的液体冲压发动机已不能完全适应这种要求，亟待采用几何结构可调技术来提高冲压发动机性能。与固定几何结构的冲压发动机相比，冲压发动机几何结构调节技术对发动机性能的影响程度如

7、何及是否有必要采用，为了解决这些问题，本研究对不同调节方式的冲压发动机性能进行了计算分析。1不同调节方式的冲压发动机性能分析冲压发动机的几何结构可调又可分为进气道可调和尾喷管可调。其中尾喷管可调又可分为喉部面积可调和出口面积可调，受冲压发动机或飞行器结构尺寸的限制，一般不采用尾喷管出口面积可调的方式。喉部面积连续可调喷管是指对尾喷管喉部实施无级调节，喉部尺寸随飞行状态连续变化。因此，对具有固定和连续可调进气道、尾喷管的冲压发动机进行了性能计算分析I捌。1．1进气道固定。喷管可调1．1．1速度特性图1给出了固定几何结构的进气道，尾喷管采用不同调节方式的冲压发动

8、机速度特性。对于某一具体的喷管调节方式来说，从中可以