超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)-全文預(yù)覽
【正文】 波系結(jié)構(gòu)，因此對波系進行合理配臵存在較大困難 （ 6）邊界層控制難 高超聲速飛行器，進氣道入口處邊界層較厚，在流程內(nèi)斜激波作用下極易發(fā)生邊界層分離，除了合理配臵激波波系外，對邊界層進行流量控制也能降低分離程度 （ 7）進排氣調(diào)節(jié)難 在快速度范圍內(nèi)或機動飛行時，進氣道的波系會出現(xiàn)較大的變化，設(shè)計狀態(tài)的波系配臵方案很難保證在嚴重偏離設(shè)計狀態(tài)時還能維持高效工作模式，甚至?xí)霈F(xiàn)無法啟動的情況，導(dǎo)致綜合性能大幅下降 隔離段 是一個等截面或微擴張角的管道，位于進氣道與燃燒室之間，有兩個作用： ，能支持燃燒室內(nèi)的較高反壓，以提供進氣道一個較寬的穩(wěn)定工作范圍；使超燃沖壓發(fā)動機以雙模態(tài)方式工作，及可以讓超然沖壓發(fā)動機在亞燃模態(tài)和超燃模態(tài)下相互轉(zhuǎn)換 ? 激波與附面層的相互干擾 可看到，隨著反壓的增加，激波串首先在隔離段出口平面形成。在這種狀態(tài)下進氣流量急劇減小，將直接導(dǎo)致發(fā)動機推力下降，甚至熄火。 (2) 進氣道出口氣流流場品質(zhì)滿足燃燒室要求 。 ? 雙燃燒室超燃沖壓發(fā)動機 (dual bustor ramjet, DCR) 串聯(lián)了亞燃與超燃兩個燃燒室 , 其中亞燃燃燒室起到提供高溫富燃燃氣或點火源的作用 ,主要目的是用亞燃沖壓發(fā)動機點燃超燃沖壓發(fā)動機來解決煤油燃料的點火和穩(wěn)定燃燒等問題 .其有效的工作范圍為 Ma3187。同時 , 高靜溫也會導(dǎo)致煤油分解 , 熱量無法加入 ,發(fā)動機不能產(chǎn)生推力 。 ? 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壓縮 , 實現(xiàn)氣流減速與增壓 , 整體結(jié)構(gòu)相對簡單 . 其工作原理是首先通過進氣道將高速氣流減速增壓 , 在燃燒室內(nèi)空氣與燃料發(fā)生化學(xué)反應(yīng) , 通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的內(nèi)能 . 最終氣體經(jīng)過噴管膨脹加速 , 排入大氣中 , 此時噴管出口的氣體速度要高于進氣道入口的速度 , 因此就產(chǎn)生了向前的推力 ? 過程 H2為絕熱壓縮 , 在進氣道中實現(xiàn) 。 而當馬赫數(shù)達到 6 左右時 , 氣流的總溫已達 1500K以上 , 傳統(tǒng)的亞聲速燃燒沖壓發(fā)動機效率大大降低 。 ? 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)。 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 ) 。 ? 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 12～ 25 倍聲速 。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。美國發(fā)展巡航導(dǎo)彈的重要目標就是增強快速反應(yīng)與打擊能力 , 尤其是打擊機動目標 , 如導(dǎo)彈發(fā)射架、航空母艦等高價值機動目標。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。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。高超聲速飛機實施實時偵察有獨特的優(yōu)越性。當然 , 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 , 航程達數(shù)萬公里 , 各大洲之間約 2h 即可到達 , 有很大的潛在市場。 能夠重復(fù)使用。 當航天器觀察到地面或空間出現(xiàn)嚴重事件時 , 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。 21 世紀 , 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)生深遠影響 革命性的動力系統(tǒng) ? 首先 , 由于巡航飛行馬赫數(shù)遠遠高于傳統(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)當采用沖壓發(fā)動機 。 ? ：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 。 4H 為工質(zhì)在大氣中冷卻的過程 . 在實際工作工程中 , 由于存在多種因素導(dǎo)致的流動與熱量損失 , 沖壓發(fā)動機的實際工作效率會低于布萊頓循環(huán)的效率 . 理想的沖壓發(fā)動機的工作循環(huán)示意圖 ? 傳統(tǒng)的沖壓發(fā)動機首先通過進氣道將來流速度滯止為 以下的低速氣流 , 然后在氣流
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