冲压发动机与超燃冲压发动机
超音速和高超音速飞行是航空工程师的梦想,在那里,飞行速度是音速的数倍是一项技术上困难的工作。即使超音速是一个实现的梦想,成本使它很难用于经济。
冲压式喷气发动机和超燃冲压发动机都是利用自身速度压缩空气并推动发动机的发动机。冲压发动机技术实际应用于从导弹、超音速飞机到炮弹的许多情况,而超燃冲压发动机仍处于高度试验阶段。
关于冲压发动机的更多信息
冲压式喷气发动机,有时被称为烟囱喷气式喷气发动机,是一种吸气式喷气发动机,它利用发动机的前进运动来压缩进入的空气,喷气发动机中没有旋转式压缩机。
喷气式飞机在最初设计时仍然不能产生推力。因此,飞机需要一个推进系统来启动压缩运动,以便在冲压发动机中进行。为了达到最佳操作,冲压发动机需要大约3马赫的速度,并且可以运行到6马赫的速度。冲压发动机的工作是以布莱顿循环为基础的。
吸入的空气通过在压缩区域内创建的喷嘴进行压缩,并将流速降低到亚音速,以实现更好的燃烧。火焰稳定器点燃混合物,产生高压高速气流,以超音速离开发动机。
冲压式喷气发动机可用于需要小型简单发动机高速使用的应用,例如俄印隐形布拉莫斯导弹,而印度阿卡什导弹则使用冲压发动机技术。它们也被成功地用作直升机旋翼上的尖喷,尽管效率不高。传奇洛克希德sr71的喷气发动机作为冲压发动机,因为飞机的速度超过音速。
冲压发动机的优点是不依赖于供氧,并且没有旋转部件,使得**和维护更加容易。
关于超音速燃烧冲压发动机的更多信息
超音速燃烧冲压发动机(超音速燃烧冲压发动机)是冲压发动机的一种变体,它在气流为超音速时燃烧。与冲压式喷气发动机一样,超音速燃烧冲压发动机也利用飞行器的速度在燃烧前压缩进入的空气。然而,冲压式喷气发动机在燃烧前将气流减速到亚音速,尽管超音速燃烧冲压发动机中的气流在整个发动机中是超音速的。超音速气流产生了更多的反作用,使超燃冲压发动机能够在高超音速下高效运行;超燃冲压发动机的理论最高速度介于12马赫(15000公里/小时)和24马赫(29000公里/小时)之间,最快的吸气式飞机有超燃冲压发动机;美国航天局的X-43A达到了9.6马赫。
与冲压式喷气发动机一样,超燃冲压发动机在发动机内部没有运动部件,并且继承了所有基本要求,如将发动机加速到超音速的主推进系统。虽然超音速燃烧冲压发动机在设计和建造上都很简单,但实际应用受到极端工程挑战的限制。在大气层中,高超音速飞行时的气动阻力是巨大的,飞机和发动机上的温度远高于周围空气的温度;因此需要新材料来承受这种温度。在超音速气流中保持燃烧带来了额外的挑战,因为在几毫秒的时间内,燃料必须被喷射、混合、点燃和燃烧。
除了普通冲压发动机的优点外,超燃冲压发动机比常规喷气发动机具有更高的比冲(单位推进剂动量的变化)。冲压发动机产生的比冲在1000到4000秒之间,而火箭只提供600秒或更短的时间。
由于超燃冲压发动机具有较高的理论性能,因此被认为是下一代轨道飞行器的动力装置,美国宇航局在超燃冲压发动机技术领域进行了广泛的研究。
冲压发动机和超燃冲压发动机有什么区别?
•冲压发动机内部的流动是亚音速的,而在超燃冲压发动机中,流动是超音速的。
•超燃冲压发动机产生更高的比冲。
•理论上冲压发动机的速度范围为1至6马赫,而在超燃冲压发动机中,速度范围为12至24马赫。然而,实际获得的最快速度是X-43A获得的9.6马赫。
图表来源:
http://en.*********.org/wiki/File:冲压发动机_操作.svg