近日,三院31所“某液體沖壓發動機研制”成果榮獲國防科學技術進步一等獎。該所自主研制的某液體沖壓發動機提高了我國沖壓發動機的整體研究水平,為未來動力裝置研究提供了扎實的技術支撐,標志著我國沖壓發動機技術研究邁入了一個新的高度。 超聲速燃燒沖壓式發動機,它簡稱超燃沖壓發動機,可以在攀升過程中從大氣里獲取氧氣。放棄攜帶氧化劑,從飛行中獲取氧氣,節省重量,就意味著在消耗相同質量推進劑的條件下,超燃沖壓發動機能夠產生4倍于火箭的推力。 超燃沖壓發動機是指燃料在超聲速氣流中進行燃燒的沖壓發動機。在采用碳氫燃料時,超燃沖壓發動機的飛行M數在8以下,當使用液氫燃料時,其飛行M數可達到6~25。超聲速或高超聲速氣流在進氣道擴壓到馬赫4的較低超聲速,然后燃料從壁面和/或氣流中的突出物噴入,在超聲速燃燒室中與空氣混合并燃燒,最后,燃燒后的氣體經擴張型的噴管排出。 高超聲速飛行器(飛行M數超過聲速5倍的有翼和無翼飛行器)是未來軍民用航空器的戰略發展方向,被稱為繼螺旋槳、渦輪噴氣推進飛行器之后航空史上的第三次革命。超燃沖壓發動機是實現高超聲速飛行器的首要關鍵技術,是目前世界各國競相發展的熱點領域之一。 目前,國外發展較多的超燃沖壓發動機包括亞燃/超燃雙模態沖壓發動機和亞燃/超燃雙燃燒室沖壓發動機。亞燃/超燃雙模態沖壓發動機是指發動機可以亞燃和超燃沖壓兩種模式工作的發動機。當發動機飛行M數大于6時,實現超音速燃燒,當馬赫數低于6時。實現亞音速燃燒。目前,美國、俄羅斯都研究了這種類型的發動機,NASA正在進行飛行試驗的就是這種類型的發動機。亞燃/超燃雙燃燒室沖壓發動機的進氣道分為兩部分:一部分引導部分來流進入亞音速燃燒室,另一部分引導其余來流發動機制動原理進入超音速燃燒室。這種發動機適用于巡航導彈這樣的一次性使用的飛行器。 盡管超燃沖壓發動機有許多優勢,是高超音速飛行器的最佳吸氣式動力,但它不能獨立完成從起飛到高超音速飛行的全過程,因此人們提出了組合式動力的概念,這種方案的馬赫數范圍是0-15,用于可在地面起降的有人駕駛空天飛機。國外已經研究過的組合式超燃沖壓發動機主要有渦輪/超燃沖壓和火箭/超燃沖壓等。這種組合發動機可能成為21世紀從地面起降的可重復使用的空天飛機的動力。 |
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