超音速饒紹沖壓發(fā)動機-陳亦爽2012141441307-不演講

1、超音速燃燒沖壓發(fā)動機By：陳亦爽2012141441307沖壓噴氣發(fā)動機的誕生 早在1913年，法國工程師雷恩洛蘭就提出了沖壓噴氣發(fā)動機的設(shè)計，并獲得專利。但當時沒有相應(yīng)的助推手段和相應(yīng)材料，只停留在紙面上。1928年，德國人保羅施米特開始設(shè)計沖壓式噴氣發(fā)動機。最初研制出的沖壓發(fā)動機壽命短、振動大，根本無法在載人飛機上使用。于是1934年時，施米特和G馬德林提出了以沖壓發(fā)動機為動力的“飛行炸彈”，于1939年完成了原型。后來這一設(shè)計就產(chǎn)生了納粹德國的V-1巡航導彈。此外納粹德國還曾試圖將沖壓噴氣發(fā)動機用在戰(zhàn)斗機上。1941年，特勞恩飛機實驗所主任、物理學家歐根森格爾博士在呂內(nèi)堡野外進行了該類型

2、發(fā)動機的試驗，但最終未能產(chǎn)生具有實用意義的發(fā)動機型號。沖壓噴氣發(fā)動機的原理 沖壓噴氣發(fā)動機的核心在于沖壓噴氣發(fā)動機的核心在于“沖壓沖壓”兩字。沖壓發(fā)動機由進氣道兩字。沖壓發(fā)動機由進氣道（也稱擴壓器）、燃燒室、推進噴管（也稱擴壓器）、燃燒室、推進噴管三部組成，比渦輪噴氣發(fā)動機簡單得三部組成，比渦輪噴氣發(fā)動機簡單得多。沖壓是利用迎面氣流進入發(fā)動機多。沖壓是利用迎面氣流進入發(fā)動機后減速、提高靜壓的過程。這一過程后減速、提高靜壓的過程。這一過程不需要高速旋轉(zhuǎn)的復雜的壓氣機，是不需要高速旋轉(zhuǎn)的復雜的壓氣機，是沖壓噴氣發(fā)動機最大的優(yōu)勢所在。進沖壓噴氣發(fā)動機最大的優(yōu)勢所在。進氣速度為氣速度為3 3倍音速時，

3、理論上可使空倍音速時，理論上可使空氣壓力提高氣壓力提高3737倍，效率很高。高速氣倍，效率很高。高速氣流經(jīng)擴張減速，氣壓和溫度升高后，流經(jīng)擴張減速，氣壓和溫度升高后，進入燃燒室與燃油混合燃燒。燃燒后進入燃燒室與燃油混合燃燒。燃燒后溫度為溫度為20002000一一22002200，甚至更高，經(jīng)，甚至更高，經(jīng)膨脹加速，由噴口高速排出，產(chǎn)生推膨脹加速，由噴口高速排出，產(chǎn)生推力。因此，沖壓發(fā)動機的推力與進氣力。因此，沖壓發(fā)動機的推力與進氣速度有關(guān)。以速度有關(guān)。以3 3倍音速進氣時，在地倍音速進氣時，在地面產(chǎn)生的靜推力可高達面產(chǎn)生的靜推力可高達2OO2OO千牛。千牛。 沖壓噴氣發(fā)動機與其他推進方式結(jié)合后

4、，衍生了多種有特色的發(fā)動機，如火箭/沖壓組合發(fā)動機、整體式火箭沖壓發(fā)動機等。沖壓噴氣發(fā)動機目前分為亞音速、超音速、高超音速三類。高超音速沖壓發(fā)動機超音速沖壓發(fā)動機亞音速沖壓發(fā)動機 亞音速沖壓發(fā)動機 使用擴散形進氣道和收斂形噴管，以航空煤油為燃料。飛行時增壓比不超過 1.89，飛行馬赫數(shù)小于 0.5時一般不能正常工作。亞音速沖壓發(fā)動機用在亞音速航空器上，如亞音速靶機。 高超音速沖壓發(fā)動機 燃燒在超音速下進行，使用碳氫或液氫燃料，飛行馬赫數(shù)高達516，目前高超音速沖壓發(fā)動機正處于研制之中。沖壓噴氣發(fā)動機的優(yōu)缺點 沖壓發(fā)動機的優(yōu)勢在于構(gòu)造簡單、重量輕、體積小、推重比大、成本低。簡單的說就是一個帶燃油

5、噴嘴和和點火裝置的筒子。因此常用于無人機、靶機、導彈等低成本或一次性的飛行器。同時由于推重比遠大于其他類型的噴氣發(fā)動機，非常適合驅(qū)動高超音速飛行器，如空天飛機、先進反艦導彈等。 超音速沖壓發(fā)動機 采用超音速進氣道（燃燒室入口為亞音速氣流）和收斂形或收斂擴散形噴管，用航空煤油或烴類燃料。超音速沖壓發(fā)動機的推進速度為亞音速6倍音速，用于超音速靶機和地對空導彈（一般與固體火箭發(fā)動機相配合）。亞音速沖壓發(fā)動機超音速沖壓發(fā)動機高超音速沖壓發(fā)動機 澳大利亞1993年研制的先進沖壓發(fā)動機外形： 由于超音速燃燒沖壓發(fā)動機的誕生1947年10月14日，空軍上尉查爾斯耶格駕駛X1在12800米的高空飛行速度達到1

6、078公里/小時，M=1.1015，人類首次突破了音障。 1968年12月底，蘇聯(lián)成功打造出超音速飛機圖- 144并試飛成功。此機種從1977年開始在蘇聯(lián)民航投入使用，但是由于性能很糟糕并發(fā)生兩次重大事故，于第二年夭折。 1969年3月，法國和英國飛機制造廠緊鑼密鼓開發(fā)出“協(xié)和”并在法國圖盧茲上空試飛成功。1976年1月，協(xié)和飛機投入商業(yè)運營。 至此普通百姓也可以享受超音速飛行帶來的速度震撼。應(yīng)用領(lǐng)域及其優(yōu)勢：協(xié)和式超音速飛機超音速戰(zhàn)斗機優(yōu)勢？優(yōu)勢？優(yōu)勢？ 當然是速度快！快快快！發(fā)展現(xiàn)狀及展望：由超音速發(fā)動機提供動力的協(xié)和式飛機的現(xiàn)狀1962年11月29日法國與英國簽署協(xié)議，共同制造超音速客機

7、1969年3月2日“協(xié)和001”在法國的圖盧茲進行首次試飛 、1976年1月21日“協(xié)和”進行第一次商業(yè)飛行，法航的航線是巴黎達喀爾里約熱內(nèi)盧，英航的航線是倫敦巴林2000年7月25日一架法航的“協(xié)和”飛機在巴黎戴高樂機場附近墜毀，導致113人死亡，法航立即停止其所有“協(xié)和”飛機的飛行2003年10月24日英航的協(xié)和飛機完成最后一班飛行(紐約倫敦)至此平民百姓無法再享受超音速飛行的樂趣。究其停飛原因第一、該型客機的運營成本高昂，發(fā)動機油耗極高，而且載客量僅100多人，利潤值嚴重不足；第二、“協(xié)和”的設(shè)計導致發(fā)動機噪聲很大、環(huán)境污染嚴重，很多機場都拒絕接納它起降，適用性不夠要求；第三、“協(xié)和”早已停產(chǎn)，而且其設(shè)備零部件多數(shù)都不和現(xiàn)役客機通用，維護使用成本居高不下，而且機身老化也比較嚴重。雖然民用方面不行夭折，但在軍事航天方面卻有著長足的發(fā)展。各國的戰(zhàn)斗機都在趨于超音速化。也應(yīng)用于帆艇導彈。 超音速發(fā)動機面臨的最大難題就是協(xié)和飛機當年面對的問題，如：燃油成本高，飛行成本大，對環(huán)境污染嚴重，會產(chǎn)生音爆。 而其面臨的技術(shù)方面的問題則是：沖壓發(fā)動機沒有壓氣機，就不能在地面靜止情況下啟動，所以不適合作為