冲压发动机

时间:2024-03-17 02:42:20编辑:奇事君

什么叫冲压变循环发动机??

我自认为可以回答
不过限于篇幅只能简单说一下(不可能全写上来)
前提是,很多也是我平时从互联网上搜集的(当然包括百度),所以楼主的说法,我不是很能接受!
关于冲压变循环发动机
我们要了解“变循环发动机”和“冲压发动机”(其实可以简单的认为“冲压变循环发动机”是二者的结合)
A,“变循环发动机”:变循环发动机是一种通
过改变发动机一些部件的几何形状、尺寸或位置来改变其热力循环的发动机。改变发动机循环参数,如增压比、涡轮前温度、空气流量和涵道比,可使发动机在各种飞行和工作状态下都具有良好的性能。在涡喷/涡扇发动机方面,变循环发研究的重点是改变涵道比,如发动机在爬升、加速和超声速飞行时涵道比减小,接近涡喷发动机的性能,以增大推力;在起飞和亚声速飞行时,加大涵道比,以涡扇发动机状态工作,以降低耗油率和噪声。
B,冲压发动机:冲压喷气发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速,使空气提高静压的一种空气喷气发动机。它通常由进气道(又称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压发动机没有压气机(也就不需要燃气涡轮),所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。
这种发动机压缩空气的方法,是靠飞行器高速飞行时的相对气流进入发动机进气道中减速,将动能转变成压力能(例如进气速度为3倍音速时,理论上可使空气压力提高37倍)。冲压发动机的工作时,高速气流迎面向发动机吹来,在进气道内扩张减速,气压和温度升高后进入燃烧室与燃油(一般为煤油)混合燃烧,将温度提高到2000一2200℃甚至更高,高温燃气随后经推进喷管膨胀加速,由喷口高速排出而产生推力。冲压发动机的推力与进气速度有关,如进气速度为3倍音速时,在地面产生的静推力可以超过2OO千牛。
冲压发动机的构造简单、重量轻、推重比大、成本低。但因没有压气机,不能在静止的条件下起动,所以不宜作为普通飞机的动力装置,而常与别的发动机配合使用,成为组合式动力装置。如冲压发动机与火箭发动机组合,冲压发动机与涡喷发动机或涡扇发动机组合等。安装组合式动力装置的飞行器,在起飞时开动火箭发动机、涡喷或涡扇发动机,待飞行速度足够使冲压发动机正常工作的时,再使用冲压发动机而关闭与之配合工作的发动机;在着陆阶段,当飞行器的飞行速度降低至冲压发动机不能正常工作时,又重新起动与之配合的发动机。如果冲压发动机作为飞行器的动力装置单独使用时,则这种飞行器必须由其他飞行器携带至空中并具有一定速度时,才能将冲压发动机起动后投放。冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹和超音速或亚音速靶机上。按应用范围划分,冲压发动机分为亚音速、超音速、高超音速三类。
最后,再回到“冲压变循环发动机”:就是具有二者共同的特点如造简单、重量轻、推重比大、成本低、加大涵道比、低耗油率和噪声。而它的工作和运用原理则更倾向于变循环发动机的原理——改变其热力循环
而关于:“冲压引擎如何解决逆压问题”我暂时还回答不了,只知道一般在冲压引擎中都是尽量减少出现逆压
希望我的回答能对你起到帮助


为何超燃冲压发动机是关键

为何超燃冲压发动机是关键未来航空装备的发展方向已经十分明确,就是要根据“攻防兼备”的要求,针对对手特点和国家科技工业的实际能力,发掘“攻防兼备”中“攻”的实现方式。根据实现“攻”的要求,我们未来实现的方式大概率为发挥本土幅员辽阔和位置优势,发展对重点局部地区而非全球范围的全域到达和快速精确打击。而这其中的快速打击,不能仅依靠火箭军的远程弹道导弹实现,弹道导弹只能满足攻击固定和较大的目标,而对于使用概率更高的移动目标和战术目标,仍然需要类似巡航导弹,但工作原理完全颠覆现有技术、能够领先现有战术反导系统的新型装备。这便是以冲压发动机技术为基础、以超高声速飞行器为核心的新一代航空装备。超高声速飞行器已经应用在武器领域冲压发动机的技术原理并不是在现有航空发动机基础上发展而来的,而是几乎与现有航空发动机并行发展的另一条技术路线。冲压发动机在发展之初,不再使用任何涡轮风扇提高燃烧室内的空气压力,简单的设计结构也避免了增压涡轮对于提升速度的限制。因此,冲压发动机首先实现了将飞行器的速度由涡喷发动机时代的3马赫提高到了3.5-4马赫。但是,在冲压发动机诞生之初,机身前部和进气道压缩斜板产生激波,受此影响,此处的空气流动速度下降到了亚音速,这便是“亚燃冲压发动机”。虽然这种激波效应为燃料的注入、混合与空气充分燃烧创造了有利的条件,但空气在进入亚音速段前,会聚集在燃烧室前段,形成高温高压的气团,这对结构件造成了较大的强度和温度载荷负担。而且温度较高的空气进入燃烧室后,燃烧膨胀的效率也不如冷空气高,将冲压发动机性能制约在6马赫以下。超燃冲压发动机风洞测试画面为了改变激波效应对冲压发动机的限制,目前行之有效的办法是降低空气的流量,让冷空气足量但不冗余地进入发动机参与燃烧,并且根据空气在发动机内滞留的时间,重新设计喷油嘴的工作模式,以便燃料能够在冷空气流过喷嘴以前,就完成点火和能量释放。这种加快空气流动速度的方式,可以直观地将空气理解为行驶中的汽车,而进气道就是路面,通过减少车流量的办法,避免空气在进气道口“阻塞”,使通过的时间相对缩短。通过这样的改装,空气进入发动机的流动速度一般在2-3马赫左右,因此这种改进后的冲压发动机也被称为“超燃冲压发动机”。正是由于超燃冲压发动机内空气燃烧更加充分,热效率有了较大提高,其一般速度区间已经能够达到4-8马赫,最大飞行速度能够达到12马赫。航空发动机工作范围示意图随着高速吸气式推进系统的不断成熟和相关细节的技术进步,尤其是对冲压发动机能量释放的规律量化研究不断深入,以往出现的现象规律正在逐渐转化为可靠的理论,而对于冲压发动机本身来讲,制约其应用的主要瓶颈已不再是制造工艺和控制技术的限制,而是起设计原理本身对工作速度区间的局限性。比如使用火箭助推发动机将速度提升到2马赫后,亚燃冲压发动机能够完成2-5马赫的飞行需要,但当同一飞行器的速度想要提升到6马赫以上时,就需要将冲压发动机从亚燃状态转变为超燃状态。这就涉及到了更深层的技术创新——将亚燃、超然两种模式结合的双模冲压发动机。

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