超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)(已修改)
2025-05-14 04:50 本頁面
【正文】 超燃沖壓發(fā)動機技術(shù) 超燃沖壓發(fā)動機技術(shù) 高超聲速飛行器是指以吸氣式及其組合式發(fā)動機為動力 , 在大氣層內(nèi)或跨大氣層以 Ma5 以上 的速度遠(yuǎn)程巡航飛行的飛行器 . 高超聲速飛行器主要在臨近空間 , 以 Ma6 187。 Ma15 的高速度巡航 飛行 , 其巡航飛行速度、高度數(shù)倍于現(xiàn)有的飛機 。同時由于采用吸氣式發(fā)動機 , 其燃料比沖遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)火箭發(fā)動機 , 而且能實現(xiàn)水平起降與可重復(fù)使用 , 因此空間運輸成本將大大降低 . 高超聲速飛行器技術(shù)的發(fā)展將導(dǎo)致高超聲速巡航導(dǎo)彈、高超聲速飛機和空天飛機等新型飛行器的出現(xiàn) , 成為人類繼發(fā)明飛機、突破音障、進入太空之后又一個劃時代的里程碑 . 超燃沖壓發(fā)動機的應(yīng)用背景 ? 具有快速反應(yīng)能力、相當(dāng)高的突防概率、具有很強的穿透力。憑借其高速度 , 在很短時間 (不超過 10min)內(nèi)就能夠打擊近千千米以外的目標(biāo)。美國發(fā)展巡航導(dǎo)彈的重要目標(biāo)就是增強快速反應(yīng)與打擊能力 , 尤其是打擊機動目標(biāo) , 如導(dǎo)彈發(fā)射架、航空母艦等高價值機動目標(biāo)。高超聲速巡航導(dǎo)彈能有效地遏制地基、機載、艦載預(yù)警及武器系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮。在滿足命中精度要求的條件下 , 高超聲速巡航導(dǎo)彈的巨大動能能有效地提高對加固目標(biāo) (包括深埋地下目標(biāo) ) 等目標(biāo)的毀傷概率 ? 高超聲速飛機 高超聲速飛機在實時偵察、遠(yuǎn)程快速部署和精確打擊方面具有明顯的軍事價值。高超聲速飛機實施實時偵察有獨特的優(yōu)越性。目前 , 各國主要依靠衛(wèi)星和常規(guī)偵察機執(zhí)行偵察任務(wù) , 這兩種偵察手段均有局限性 , 特別是在對一些重大突發(fā)事件的實時偵察方面存在明顯不足。高超聲速飛機具有突防能力強 , 被攔截概率小 , 能深入敵縱深進行偵察的特點。 ? 高超聲速戰(zhàn)斗機配掛防區(qū)外攻擊武器 , 以高空、高速進入或退出目標(biāo)區(qū) , 或戰(zhàn)斗機配掛高超聲速防區(qū)外攻擊武器 , 利用武器的高超聲速實施突防、攻擊 , 都必將大大提高航空武器系統(tǒng)的突防概率、作戰(zhàn)生存力和作戰(zhàn)效能。當(dāng)然 , 高超聲速戰(zhàn)斗機配掛高超聲速巡航導(dǎo)彈則更是如虎添翼 ? 超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)進一步發(fā)展還可能用在洲際飛機上 , 這種洲際飛機飛行速度約為 Ma =5～ 6 , 航程達(dá)數(shù)萬公里 , 各大洲之間約 2h 即可到達(dá) , 有很大的潛在市場。 ? 空天飛機 能夠象普通飛機一樣起飛 , 以高超聲速在大氣層中飛行 , 在30km ～ 100km高空的飛行速度可達(dá) 12～ 25 倍聲速 。 能夠直接加速進入地球軌道 。 能安全返回并再入大氣層 , 象普通飛機一樣在大氣層中滑翔并降落 。 能夠重復(fù)使用。 空天飛機 (包括跨大氣層飛機 ) 將作為反衛(wèi)星武器平臺、監(jiān)視和偵察平臺、天基系統(tǒng)的支援平臺 , 在未來的空間控制和空間戰(zhàn)中將發(fā)揮重要作用 : 迅速回收或更換與國家安全密切相關(guān)的失效或失誤的航天器 (如衛(wèi)星等 ) 。檢查來歷不明和可疑的軌道飛行目標(biāo) 。 捕捉或摧毀不友好的航天器 。 當(dāng)航天器觀察到地面或空間出現(xiàn)嚴(yán)重事件時 , 可用空天飛機迅速查明情況 , 救援處于困境或生病的宇航員或使他們擺脫困境。 ? 超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)涉及到大量基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)問題 , 是高難度的高新技術(shù)。從高超聲速技術(shù)發(fā)展來看高超聲速技術(shù)飛行距離實際應(yīng)用還有些距離。但是 , 由于高超聲速巡航導(dǎo)彈和空天飛機等需求的牽引 , 越來越多的國家和地區(qū)仍在持續(xù)進行超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)研究。 21 世紀(jì) , 超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)必將得到較快發(fā)展和實際應(yīng)用 , 必將對軍事、航天、國民經(jīng)濟等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響 革命性的動力系統(tǒng) ? 首先 , 由于巡航飛行馬赫數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機 , 現(xiàn)有的吸氣式發(fā)動機已不再適用 . 當(dāng)馬赫數(shù)高于 3 時由于進氣道激波產(chǎn)生的壓縮已經(jīng)很強 , 不再需要壓氣機 ,而應(yīng)當(dāng)采用沖壓發(fā)動機 。 而當(dāng)馬赫數(shù)達(dá)到 6 左右時 , 氣流的總溫已達(dá) 1500K以上 , 傳統(tǒng)的亞聲速燃燒沖壓發(fā)動機效率大大降低 。 而如果保持進入發(fā)動機的氣流為超聲速 , 在超聲速氣流中組織燃燒 , 發(fā)動機仍能有效地工作 , 這就是超聲速燃燒沖壓發(fā)動機 (scramjetsupersonic bustion ramjet, SSCR). 超燃沖壓發(fā)動機在 Ma6 以上的性能遠(yuǎn)高于亞燃沖壓發(fā)動機 , 它能工作到 Ma12 187。 Ma15 左右 ? ，所以沖壓發(fā)動機在高超聲速飛行時，經(jīng)濟性能顯著優(yōu)于渦噴發(fā)動機和火箭發(fā)動機；發(fā)動機內(nèi)部沒有轉(zhuǎn)動部件，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小，成本低，推重比高。 ? ：不能自身起動，需要助推器加速到一定速度才可工作，但這個缺點并不突出；對飛行狀態(tài)的改變較敏感，當(dāng)在寬馬赫數(shù)范圍內(nèi)飛行時，要對進氣道進行調(diào)節(jié)，這樣使得進氣道結(jié)構(gòu)復(fù)雜 。 ? 超燃沖壓發(fā)動機 沖壓發(fā)動機是吸氣式發(fā)動機的一種 , 它利用大氣中的氧氣作為全部或部分的氧化劑 , 與自身攜帶的燃料進行反應(yīng) . 與壓氣機增壓的航空發(fā)動機不同 , 它利用結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生激波來對高速氣流進行
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