美国吸气式高超声速技术近期进展及对我国的启示

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1、综述2010年12月第6期美国吸气式高超声速技术近期进展及对我国的启示赵军(四川达宇特种车辆制造厂，成都610100)摘要：介绍了美国在2010年上半年进行的两个标志性飞行试验：X一51A、HTV-2。鉴于高超声速技术的潜在军用背景，我国应理性认识自身发展现状、存在的问题，以美国的经验和教训为鉴，尽快行动争取早日掌握该项技术，避免未来可能出现的“高超声速”威慑和讹诈。关键词：吸气式；高超声速技术；超燃冲压发动机RecentProgressesofAmericanInspiratoryHypersonicTechnologyandApocalypsestoOurCountryZhaoJ

2、un(SichuanDayuSpecialVehiclesManufacturingFactory，Chengdu610100)Abstract：ThisarticleintroducesX一5IAandHTV-2twosymbolicfighttestsconductedbyAmericainthefronthalfofyear2010．Inviewofpotentialmilitarybackgroundofhypersonictechnology，weshouldrealizeouractualityandquestion，learnfrommnlevicanexperienc

3、esandlessons，andholdthistechnologyassoonaspossibletoavoidfuturehypersonicthreat．Keywords：inspiratory；hypersonictechnology：scramjetengine1引言自20世纪60年代以来，以火箭为动力的高超声速技术(飞行速度达到Ma=5以卜)已广泛应用于各类导弹和空间飞行器。由于火箭需要携带沉重的氧化剂和燃料箱，降低了有效载荷，增加了使用成本：目前世界各国正在积极发展另一类以吸气式发动机——超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行技术，该技术是未来航空航天领域发展的核心技术，其

4、发展对于飞航导弹、空天飞行器将产生革命性影响。2超燃冲压发动机技术冲压发动机是一种吸气式发动机，通过极高的速度将空气吸入，并将空气压缩使其达到上千度高温后，与燃料混合产生巨人推力，可比其它喷气式发动机提供更高的速度。超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机，而目前所有航空发动机的燃料都是在亚声速气流中燃烧。使用超声速燃烧可减少气流压缩和膨胀损失，降低气流温度和压力，减轻发动机结构负荷。采用液氢或碳氢燃料，可在Ma=5--一25的范围内工作，将飞行高度延伸到大气层边缘(50"--60km)。2．1超燃冲压发动机的优点对于普通的喷气式发动机来说，为了保证涡轮叶片不被烧蚀，

5、飞行器的飞行马赫数不能超过3；而采用火箭发动机的飞行器速度虽然可达到Ma=25，但却需要携带大量的液氧，以实现燃料的燃烧。如净质量只有74．8t的航天飞机需要使用102．5t的液氢和635t作者简介：赵军(1980-)。副总设计师，流体机械与工程专业：研究方向：航宅发动机气动分析。收稿日期：2010-1卜IR8综述航天制造技术的液氧才能入轨。而像超燃冲压发动机这样的吸气式发动机没有活动或可被融化的部件，是一种很好的解决方案。但是吸气式发动机中的亚燃冲压发动机必须使来流减速到亚声速才能保证其工作效率，而且压缩后的空气温度过高，无论采取何种降温措施，飞行器的速度都无法超过Ma=5，所以亚

6、燃冲压发动机也有一定的局限性。超燃冲压发动机作为一种比较先进的冲压发动机，摒弃了亚燃冲压发动机用来降低来流速度的扩散装置，可使来流以超声速通过发动机，因而飞行器的15l行马赫数可以超过5。因为超燃冲压发动机具有空天能力的无缝集成优点：既可以利用大气层中的氧气，摒弃了沉重的氧化剂和燃料箱；又可以实现高超声速的飞行，飞行速度可以达到轨道速度的60％，所以成为各国竟相发展的热点。2．2超燃冲压发动机的缺点超燃冲压发动机虽然适合于高超声速飞行，但存在着无法静止起动(需要助推加速)、噪声大、环境污染严重、只能在大气层内工作等缺陷，需要和其他形式的动力系统组合工作。2．3超燃冲压发动机的用途超燃

7、冲压发动机可作为高超声速巡航导弹、高超声速飞机(侦察机、轰炸机、战斗机)、跨大气层飞行器、可重复使用的空间发射器和单级入轨的空天飞机的动力装置；由于发动机工作时间相对较短，超燃冲压发动机很可能将首先应用在武器领域，用这种高超声速巡航导弹发动攻击，不仅会给敌人带来巨大的压力，还会令现有的防空体系措手不及。2．4超燃冲压发动机的技术进展超燃冲压发动机的关键技术与技术难点主要有：燃料的喷射、掺混、点火和燃烧；燃烧审的设计和试验技术；发动机与机体(弹体)的一体化设