國外高超聲速組合推進(jìn)技術(shù)概述

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1、穰逑2011年2月$1期。蕞盞國外高超聲速組合推進(jìn)技術(shù)概述文科李旭昌馬岑睿宋亞飛空軍工程戈學(xué)導(dǎo)彈學(xué)院，三原71380#摘要：推進(jìn)技術(shù)是高超聲速武器的核心技術(shù)，以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的高超聲速組合推進(jìn)技術(shù)是高超聲速武器的首選動(dòng)力方案．本文舟紹7幾種以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的組臺推進(jìn)方靠，并簡要舟紹7美國、日本以及印度的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。美鍵詞：超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)；高超聲速；組告推進(jìn)；RBCC．TBCCHypersonicCombined—cyclePropulsionTechnologyBasedonScramjetWenKeLiXuchangMaCemuiSo

2、ngYafei(AirForceEngineerUniversityMissileInstituteSanyuan713800)Abstract：PropulsiontechnologyisIhekeyofhypersonicweapons，whichtakehype口oniccombined。cyclepropulsiontechnologybasedONscramjetasLhefastchoiceschemeThispaperintroducessomeschemes加dbrieflysummarizesthedevelopmentofprop

3、ulsiontechnologyinAmerica,JapanandIndia·Keywords：scramjetihypersonic：combined-cyclepropulsion；RBCC；TBCC引言西方軍事專家認(rèn)為．高超聲速武器的H{現(xiàn)．是隱身兵器問世以來在軍事技術(shù)領(lǐng)域最重要的進(jìn)展“1。實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行的關(guān)鍵是發(fā)動(dòng)機(jī)．所以離超聲速武器核心技術(shù)就是高性能動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)。對于普通的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，為了保證渦輪葉片不被燒蝕，飛行器的飛行馬赫數(shù)不能超過3；I伍采用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的E“器的速度雖然可達(dá)到Ma=25，但不滿足巡航要求。普通沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)必須使

4、來流減速到婭聲速才能保證其工作效率，而且壓縮后的空氣溫度過高，飛行器的速度都無法超過Ma=5。而超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)作為種比較先進(jìn)的沖壓發(fā)動(dòng)帆，可使來流以超聲速進(jìn)入燃燒室燃燒，因而飛行器的飛行馬赫數(shù)可以超過5，因此．咀超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的維☆拉動(dòng)機(jī)是宴現(xiàn)高超聲速飛行的最佳動(dòng)力方案u·。2超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)超燃沖壓技動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣道、燃燒室和尾噴管構(gòu)成，沒有壓氣機(jī)和渦輪等旋轉(zhuǎn)部件，高速迎面氣流羥進(jìn)氣道減速增壓，直接進(jìn)入燃燒室與燃料混合燃燒．產(chǎn)生高溫燃?xì)饨?jīng)尾噴管膨脹加速后捧出，從而產(chǎn)生推力。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、易維護(hù)、超聲速飛{r時(shí)性能好．特別適宜在大氣層或

5、跨大氣層中長時(shí)例超聲速或高超聲速動(dòng)力續(xù)航飛行。常規(guī)的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。1漉以亞聲速進(jìn)入燃燒室．而超聲速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)氣流以超聲速進(jìn)^燃燒室．與燃料進(jìn)行超聲速燃燒。超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)與飛行器采用一體化設(shè)計(jì)，具有良好的氣動(dòng)性能。3高超聲速組合循環(huán)推進(jìn)方案囂囂ji；：程仿1927^-}*““”””“18”““?“《*日自：2011m112罐述航是制造娃術(shù)由于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)必須在定的速度Fj能啟動(dòng)1：作，水能獨(dú)立完成從起E到高超聲速E行的全過程，所以出現(xiàn)了眾多的高超聲速飛行組臺動(dòng)力方寨，這磚組合動(dòng)力系統(tǒng)可以分為兩婁：組合推進(jìn)系統(tǒng)和組臺循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)。組合推進(jìn)系統(tǒng)主要是形

6、式t的組臺，航窖發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是相互獨(dú)訌的，分別安裝于飛行器h，在物理和功能k的聯(lián)系檀少。互不影響；組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)則是將各種推進(jìn)單元有機(jī)地組合到一起，融為一體，在功能上相瓦補(bǔ)充。這就注定紐臺循環(huán)系統(tǒng)必定要經(jīng)歷不同的工作模態(tài)，以達(dá)到最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，同時(shí)這種組告循環(huán)系統(tǒng)還有利于飛行器的結(jié)構(gòu)更簡單緊湊。目前來看，以超燃沖雁發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的組合循環(huán)推進(jìn)方案最受關(guān)注，主要包括：火箭基組合循環(huán)(RBCC)、渦輪基組合循環(huán)(TBCC)和吲體火箭助推的雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)方案。3lRBCC方案RBCC?(RocketBasedCoroblaedCycle)是一

7、種將諸多推進(jìn)系統(tǒng)集成組臺的新式推進(jìn)裝置。它將火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和超燃沖j盤發(fā)動(dòng)機(jī)有機(jī)地組臺起來，充分利用每種發(fā)動(dòng)機(jī)不同t行條件下的優(yōu)勢，同時(shí)避免它們各自的缺陷和不足．使得推進(jìn)系統(tǒng)在整個(gè)工作過程巾一直具有較高的推重比和比沖，能夠同時(shí)滿足加速和巡航的要末，典組臺途徑如圖l所示，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖】RBCC的組合連徑mlm％☆＆#口嚏H《《圖2RBCC推進(jìn)系統(tǒng)蛄構(gòu)簡圖31RBCc的優(yōu)點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)RBCC推進(jìn)系統(tǒng)可以在不同的飛彳亍高度和弓赫數(shù)條件F啟用最優(yōu)的工作模態(tài)，在整個(gè)推進(jìn)過程中一直具有較高的比沖和推重比，能夠同時(shí)滿足加速和巡航的要求：且結(jié)構(gòu)簡單緊

8、湊．既減輕丁結(jié)構(gòu)質(zhì)量，又縮小了結(jié)構(gòu)尺寸：在工作過程中使用空氣中的氧氣作為氧化荊．減少了自身攜帶氧化劑相關(guān)的質(zhì)