超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)-在線瀏覽
2025-06-19 04:50本頁面
【正文】 理想動力裝臵 , 在 Ma 8 時是唯一可用的吸氣式動力裝臵 . ? 超燃沖壓發(fā)動機主要由進氣道、隔離段、燃燒室與尾噴管組成 . ? 進氣道的主要功能是捕獲足夠的空氣 , 并通過一系列激波系進行壓縮 , 為燃燒室提供一定流量、溫度、壓力的氣流 , 便于燃燒的組織 . ? 隔離段是位于進氣道與燃燒室之間的等直通道 , 其作用是消除燃燒室的壓力波動對進氣道的影響 , 實現(xiàn)進氣道與燃燒室在不同工況下的良好匹配. 當燃燒室著火后壓力升高 , 隔離段中會產(chǎn)生一系列激波串 , 激波串的長度和位臵會隨著燃燒室反壓的變化而變化 . 當隔離段的長度足夠時 , 就能保證燃燒室的壓力波動不會影響進氣道 . ? 燃燒室是燃料噴注和燃燒的地方 , 超燃沖壓發(fā)動機中燃料可從壁面和支板或噴油桿噴射 . 超燃沖壓發(fā)動機中的火焰穩(wěn)定與亞燃沖壓發(fā)動機不同 , 它不能采用 V型槽等侵入式火焰穩(wěn)定裝臵 ,因為它們將帶來巨大的阻力 , 因此目前普遍采用凹腔作為火焰穩(wěn)定器 . ? 尾噴管則是氣流膨脹產(chǎn)生推力的地方 . ? 與傳統(tǒng)吸氣式發(fā)動機相比 , 超燃沖壓發(fā)動機的阻力較大 , 實現(xiàn)推阻平衡比較困難 . 為了降低飛行器阻力 , 必須采用飛行器機體 /發(fā)動機一體化設(shè)計 . 通常將超燃沖壓發(fā)動機臵于高升阻比機體下腹部 , 飛行器前體下壁面作為進氣道外壓縮段 , 后體下壁面作為噴管的外膨脹段 ? 分為純超燃沖壓發(fā)動機、雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動機和雙燃燒室超燃沖壓發(fā)動機 3 類 . ? 純超燃沖壓發(fā)動機是指其完全采用超聲速燃燒模態(tài) (簡稱超燃 ), 工作模態(tài)單一、工作范圍一般大于 Ma6。對于這種發(fā)動機如果幾何固定，通常能夠跨 4Ma飛行工作，目前研究較多的是 Ma=48的雙模態(tài)沖壓發(fā)動機；如果幾何可調(diào)，則能夠在 Ma=212范圍內(nèi)工作。Ma6. ? 這種發(fā)動機有兩套進氣系統(tǒng)，吸入的超聲速空氣經(jīng)由一套進氣系統(tǒng)減速至亞聲速速度，然后與富油環(huán)境中的常規(guī)液體碳氫燃料混合并點火，膨脹的燃燒產(chǎn)物則與經(jīng)另一套進氣系統(tǒng)進入的超聲速空氣混合，并在超聲速燃燒室中更加完全的燃燒。 進氣道 為進氣道提供流場品質(zhì)足夠好、流量達到要求的預(yù)壓縮氣流 對氣流進一步壓縮，使氣流的馬赫數(shù)、壓力滿足設(shè)計指標 隔離燃燒室的壓力波動對進氣道的影響；在高燃燒室反壓條件下形成預(yù)燃激波系 難點及關(guān)鍵技術(shù) 高超聲速飛行器動力系統(tǒng)與傳統(tǒng)的航空、航天動力系統(tǒng)存在很大差異 , 許多都是原理上創(chuàng)新的 , 因此在研制過程中 , 面臨的難點很多 , 需要攻克大量的關(guān)鍵技術(shù) , 才有可能進入實用 . 難點 ? ,實現(xiàn)發(fā)動機的高效進氣與壓縮 , 是高超聲速飛行器動力系統(tǒng)的難點之一 . 進氣道是完成發(fā)動機進氣與壓縮的關(guān)鍵部件 , 主要作用是對來流進行擴壓減速 , 為發(fā)動機燃燒室提供高品質(zhì)的壓縮空氣流 , 其性能高低直接影響著發(fā)動機的綜合性能 .進氣道的設(shè)計一般應(yīng)滿足以下幾個方面的性能要求 : (1) 進氣擴壓過程總壓損失小 。 (3) 進氣道的速度、攻角特性好、穩(wěn)定裕度高 。(5) 結(jié)構(gòu)簡單、維護方便等 . 前 3 方面是進氣道高效進氣與壓縮的要求 , 后兩方面則是飛行器氣動性能與結(jié)構(gòu)方面的要求 . ? 高超聲速進氣道從構(gòu)型上可以分為 二維進氣道 、 三維側(cè)壓進氣道 、 軸對稱進氣道 和 內(nèi)轉(zhuǎn)向進氣道 等 , 這幾種進氣道形式各有優(yōu)缺點 , 一般根據(jù)行器的具體形式選擇合理的進氣道形式 . 高超聲速進氣道的基本構(gòu)型為一個收縮通道后接一等直或微擴通道 , 其基本工作原理是利用這一收縮通道將高超聲速來流壓縮減速至較低馬赫數(shù) . 高超聲速來流首先受到進氣道前體壓縮面的預(yù)壓縮 , 然后再受到隔離段激波串的進一步壓縮 , 最后以超聲速進入燃燒室 . 高超聲速進氣道的工作過程就是一個將高超聲速來流進行壓縮減速的過程 ,高超聲速進氣道設(shè)計的關(guān)鍵是如何實現(xiàn)高效進氣與壓縮 （ 1）進氣道啟動限制 當進氣道收縮比過大或進氣道反壓過高時，進氣道會陷入不啟動狀態(tài)。進氣道設(shè)計的最低要求是能夠正常啟動，確保足夠的進氣流量。高超聲速鈍前緣將導(dǎo)致熵層的出現(xiàn)，從而影響邊界層的發(fā)展、轉(zhuǎn)捩，影響進氣道性能。隨著反壓進一步的增加，激波串繼續(xù)向前移動。這兩道激波反射向壁面并和壁面撞擊，核心區(qū)的流動又變?yōu)楹捅诿嫫叫?，壁面處的壓力急劇升高，并使附面層嚴重分離，在氣流分離區(qū)，形成一個高壓平臺 （ 4）在撞擊點后，氣流分離區(qū)與核心區(qū)壓力的差異導(dǎo)致激波在壁面附近發(fā)生普朗特 — 邁耶反射形成稀疏膨脹波，核心區(qū)的氣流以一定的角度偏離中心線 （ 5）這些膨脹波在中心線相交并反射仍為膨脹波，核心區(qū)的氣流就又和中心線平行 （ 6）如果氣流分離區(qū)的壓力低于下游的壓力，在附面層有形成一道壓縮波 燃燒室 ? 燃燒室是超燃沖壓發(fā)動機的核心部件，超聲速燃燒所涉及的關(guān)鍵技術(shù)都體現(xiàn)在燃燒室中。 ? 遇到的問題 超燃沖壓發(fā)動機也需要經(jīng)過一個由壓縮、加熱、膨脹、排氣組成的熱力循環(huán)過程才能將燃料燃燒的熱能
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