超燃冲压发动机研究进展与思考
中国超燃冲压发动机研究回顾
总压０．７ ＭＰａ和总温度３００ Ｋ条件下进行了ｃＦＤ计 算模拟和试验研究。结果表明，模型进气道自起动的 内收缩比是在１．２４～１．２８之间。对于一个已起动的 模型进气道，可以保持起动条件直到收缩比１．３３。 前缘向后和向前过程中均有延迟现象。侧压进气道 模型依靠向后移动前缘实现自起动，见图１１。 ２．６进气道通道内外压缩比
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｓｃｍｍｊｅｔ；Ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ ｉｎｌｅｔ；Ｓｕｐｅ瑙ｏｎｉｃ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；Ｓｃｒａｍｊｅｔ ｔｅ￥ｔ．
１引 言
在中国的一些研究机构和高等学校进行了超燃 冲压发动机的基础研究和模型超燃冲压发动机的研 究。本文对中国在高超声速进气道、超声速燃烧和模 型超燃冲压发动机研究等方面的工作作一简要回顾。
２高超声速进气道的研究
２．１激波／附面层干扰 通过求解二维Ｎ．Ｓ方程¨工】，对高超声速流中的
激波／附面层干扰进行了数值研究，给出了入射斜激 波在平直壁面引起湍流附面层分离的流动特征、分离 点的反射激波、分离包引起的膨胀扇以及再附点的反 射激波．计算的壁面压力分布与试验值吻合较好（见 图１、图２）。
在三维管内激波／湍流附面层干扰流场的数值 模拟中，对两方程湍流模型进行了可压缩性修正，计
”勰引Ｍ，
州ｍ
驯ｍ
＾缸司．２５
Ⅳｍ
列ｍ ＾缸＝７．７
Ｏ Ｏ Ｉ＿口≥ Ｏ
Ｏ ”勰孙Ｍ，
Ｏ
Ｏ
＿【葺，＾ Ｏ
Ｏ
＾咔
”勰纠Ｍ，
Ｏ ｔＪ ５ Ｏ８
ｌ＿口，＾ Ｏ １
超燃冲压发动机研究综述
超燃冲压发动机研究综述
贺武生
【期刊名称】《火箭推进》
【年(卷),期】2005(031)001
【摘要】超燃冲压发动机技术是一项新型的、具有广阔发展前景的推进技术.本文对国内外超燃冲压发动机最新研制情况进行了综述,重点论述了该类发动机关键技术研究情况,并对关键技术研究及思路提出了几点建议.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】贺武生
【作者单位】陕西动力机械设计研究所,陕西,西安,710100
【正文语种】中文
【中图分类】V43
【相关文献】
1.超燃冲压发动机燃烧室亚/超燃模态数值研究 [J], 王靛;蔡元虎;宋文艳;肖隐利
2.超燃冲压发动机支板研究综述 [J], 刘昊;张蒙正;豆飞龙
3.超燃冲压发动机推阻力特性研究综述 [J], 赵宏亮;张蒙正
4.国外磁流动力学能量旁路超燃冲压发动机发展概况——一种新型高速冲压发动机[J], 刘敬华;童建忠;邢君波;徐逸梅
5.煤油超燃冲压发动机两相流场数值研究(Ⅲ)煤油在超燃流场中的多步化学反应特征 [J], 黄生洪;徐胜利;刘小勇
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
涡轮发动机和超燃冲压发动机的应用领域
涡轮发动机和超燃冲压发动机的应用领域1. 概述涡轮发动机和超燃冲压发动机作为先进的动力装置，正日益受到各行各业的关注和广泛应用。
它们在航空航天、汽车、船舶以及工业设备领域都具有重要的应用价值。
本文将围绕涡轮发动机和超燃冲压发动机的应用领域展开深入探讨，带您了解这两种先进动力装置的广泛应用和未来发展趋势。
2. 航空航天领域2.1 涡轮发动机涡轮发动机在航空领域具有重要地位，它被广泛应用于民航客机、军用飞机以及直升机等飞行器中。
其高效能、高可靠性和稳定的推力输出，使得现代航空器能够实现远程飞行、高速巡航和复杂飞行任务。
2.2 超燃冲压发动机超燃冲压发动机是未来航空航天领域的研究热点，其采用高温、高压的工作原理，可显著提高发动机的推力和燃烧效率，从而推动飞行器实现更高的速度和更远的航程。
未来，超燃冲压发动机有望成为下一代喷气式飞机的主要动力装置。
3. 汽车领域3.1 涡轮发动机汽车领域广泛应用着涡轮增压发动机，它利用废气能量驱动涡轮增压器增加进气量，从而提高发动机的功率输出和燃烧效率。
现代涡轮增压发动机在汽车行业被广泛用于提高动力性能和降低燃油消耗。
3.2 超燃冲压发动机虽然超燃冲压发动机目前在汽车领域还没有大规模应用，但其在未来汽车动力系统中的潜力备受关注。
超燃冲压发动机可以显著提高汽车动力性能，同时降低排放和燃油消耗，是未来引擎技术的发展方向之一。
4. 船舶和工业设备领域4.1 涡轮发动机在船舶和工业设备领域，涡轮发动机被广泛应用于各种大型船舶、发电机组和工业设备中。
其高功率、高可靠性和长期稳定运行的特点，使得涡轮发动机成为这些领域不可或缺的动力装置。
4.2 超燃冲压发动机船舶和工业设备领域对超燃冲压发动机的需求也在逐渐增加。
超燃冲压发动机能够提供更高的动力输出和更低的排放，符合现代船舶和工业设备对节能环保的要求，因此在这些领域有着广阔的应用前景。
5. 总结与展望本文围绕涡轮发动机和超燃冲压发动机的应用领域进行了深入探讨，从航空航天、汽车、船舶和工业设备领域分别进行了介绍和分析。
涡轮发动机和超燃冲压发动机的应用领域
涡轮发动机和超燃冲压发动机的应用领域涡轮发动机和超燃冲压发动机的应用领域近年来，随着航空航天技术的不断发展，涡轮发动机和超燃冲压发动机作为航空发动机领域内的两大关键技术，受到了越来越多的关注。
它们在航空航天领域的应用领域也越来越广泛。
在本文中，我们将深入探讨这两种发动机的应用领域，并分析它们的优势和劣势。
1. 涡轮发动机的应用领域涡轮发动机作为目前航空领域内使用最为广泛的发动机之一，其应用领域非常广泛。
涡轮发动机在商用航空领域扮演着至关重要的角色。
几乎所有现代客机都采用了涡轮发动机，它们具有高效、可靠的特点，能够满足长途飞行的需要。
涡轮发动机还在军用航空领域有着重要的应用，例如战斗机和军用运输机等都广泛采用了涡轮发动机。
涡轮发动机还在一些特殊领域有着独特的应用，比如直升机和无人机等，它们都离不开涡轮发动机的支持。
2. 超燃冲压发动机的应用领域相较于涡轮发动机，超燃冲压发动机是一种新型的发动机技术，它的应用领域相对较窄。
超燃冲压发动机在高端军用航空领域有着重要的应用，例如某些隐形战斗机和高空侦察机等，都采用了超燃冲压发动机。
在民用航空领域，虽然超燃冲压发动机的应用并不多，但在未来随着技术的发展，它可能会逐渐应用于超音速客机和太空飞行器等领域。
另外，超燃冲压发动机还在火箭发动机领域有着重要的应用，例如某些载人航天器和深空探测器等，都可能会采用超燃冲压发动机。
3. 优劣势比较涡轮发动机和超燃冲压发动机在应用领域上存在着明显的差异。
涡轮发动机由于成熟稳定，应用领域非常广泛，包括商用航空、军用航空、直升机和无人机等。
而超燃冲压发动机虽然目前应用相对较少，但由于其高温高压的特性，适用于高速飞行和高空飞行，因此在高端军用航空和太空飞行器等领域有着独特的优势。
4. 个人观点和理解就我个人而言，涡轮发动机和超燃冲压发动机作为航空发动机领域内的两大关键技术，各自有着不同的应用领域和优势特点。
涡轮发动机由于成熟稳定，目前在商用航空和军用航空等领域有着广泛的应用，而超燃冲压发动机则代表着未来航空发动机的发展方向，它在高端军用航空和太空飞行器等领域有着巨大的潜力。
超燃冲压发动机试验研究的国外动态
模块发动机试 验于 １７ ２— １ ７ ９ ７ ９
年 建 立 的．１７ 年 开 始 使 用。 ６ ９
整 体 式 模 型 试 验 ，１ ９ ９ ８年 到 现
在 推 进 了 Ｈｙ ｅ 计 划 （ 见 后 ｐ ｒＸ 详
面 ５ ，２ ０ ） ０ １年 及 以 后 进 行 ｘ ４ ＿３
了 “国 家 空 天 飞 机 计 划 ” （ ＮＡｓ ． 目的 是 发 展 单 级 人 轨 Ｐ） 实 验 型 飞 行 器 （ 一０ １ ８ Ｘ ３ ） ５年 ９ 制 造 并 试 验 了 第 一 个 ＮＡＳ 发 Ｐ 动 机 ９ ０年 代 初 进 行 了 大 尺 寸
（ ４Ｉ ｌ］ ４０ ２ｊ ｌ １ Ｘ ６ｍ ｍ × ３ ６０ ｌ ６ｍ ｍ ）
机 的 自 由射 流 试 验 设 备 ．其 中 两 个是较常用 的缩 比模型试 车 台： １ ）氢 燃 料 补 ０ 燃 烧 加 热 试 车 台
（ ＣＨＳ ＴＦ） ；２）电 弧 加 热 试 车 台 （ ＡＨＳ ＴＦ） 两 者 都 是 为 了 进 行
１ ０的 高 超 声 速 激 波 风 洞 在 ９ Ｏ年 代 初 也 进 行 过 大 尺 寸 ＮＡＳＰ发 动机模型试验 。 ３ 自 由射 流 试 验 中 应 注 意 的 事
１ 从 美 国 研 究 的 历 史 看 超 燃 冲 压 发 动 机 的 发 展 历 程 由于 高 速 飞 行 的 需 要 ，上 世
纪 ６ ０年 代 初 人 们 认 识 到 超 燃 冲 压 发 动 机 作 为 高 Ｍａ数 飞行 的 动
力 装 置 ， 性 能 比 火 箭 更 优 。 因 其
Ｘ ２ ３ ｍ × １ｊ ４ ｍ ）试 验 。 ０ｒ ａ ２ｒ ａ
２ 试 验设 备 建设 情 况 设 备 是 试 验 研 究 的基 础 ，表 ｌ所 列 是 美 国研 究 超 燃 冲压 发 动
超燃冲压发动机热效率
超燃冲压发动机热效率1. 引言随着环保和能源安全的要求逐渐提高，汽车行业也逐渐朝着高效动力系统的方向发展。
冲压发动机是近年来备受关注的一种技术，其具有高压缩比、高温度、高功率密度等特点，被认为是替代传统发动机的一种具有前景的动力源。
其中，提高冲压发动机的热效率是关键问题之一，本文将通过对冲压发动机热效率的分析，探讨超燃冲压发动机提高热效率的途径。
2. 冲压发动机的热效率冲压发动机由于具有高压缩比和高温度等特点，其热效率较传统发动机有较大提高。
热效率是指发动机输出功率与消耗燃料的比率。
通常情况下，热效率值越高，发动机的排放量和燃料消耗量就越低。
而冲压发动机由于利用高压缩比和温度等优势，其热效率值通常能够提高20%以上，达到40%以上，可以说是相当高效的一种动力系统。
3. 超燃冲压发动机的热效率超燃冲压发动机是目前冲压发动机技术的一种扩展，其能够在不增加机械结构复杂度的情况下，进一步提高燃烧过程的热效率。
超燃冲压发动机能够在燃烧室内加入额外的燃料和氧气，同时加入适量的水和催化剂，促进完全燃烧和蒸发过程，从而进一步提高热效率和动力性能。
4. 提高热效率的途径除了利用超燃冲压技术提高发动机热效率外，还可以采用以下途径：- 提高压缩比：增加压缩比能够提高燃烧室内的温度和压力，促进燃烧过程的发生和加速。
- 采用高温材料：使用高温材料能够抵御高温高压的环境，保证发动机的稳定性和寿命，并提高热效率。
- 加强燃油系统：采用高压燃油系统能够更好地控制燃料的喷射和燃烧过程，从而进一步提高热效率。
- 优化进气系统：优化进气系统能够增加燃料和空气的混合程度，进一步提高燃烧效率和热效率。
5. 结论随着能源和环保问题的不断突出，超燃冲压发动机作为一种高效、高性能的动力源渐渐替代了传统发动机，被广泛应用于航空、汽车等领域。
提高热效率是冲压发动机的关键之一，可以通过采用超燃冲压技术、加强燃油系统、优化进气系统等途径来实现。
预计冲压发动机在未来的技术和市场中将有更加宽广的发展前景。
固体燃料超燃冲压发动机原理性试验研究
Ｅ ｐ ｒ ｎ ｔｄ ｎ ｔｅｐ ｉｃｐｅｏ ｏｉ ｅ ｓｒ ｍｊｔ ｘ ｅｉ ｔ ｕ ｙ ｏ ｈ ｒｎ ｉｌ ｆｓｌ ｆ ｌ ｃａ ｅ ｍｅ ｓ ｄｕ
ＹＡＮＧ ａ ｇ— ｎ ＬＩ Ｗ ｅ — ａ ， Ｘｉｎ ｍｉ ｇ， Ｕ ｉｋ ｉ ＣＨＥＮ ｎ— ｕ ｎ， Ｌｉ ｑ ａ ＺＨＥＮＧ ｉｂ ｎ Ｋａ — ｉ
Ｆｇ２ Ｓ ｅ ｈｏ ｌ ｅ ｓｒｍｊｔ ｈ ｍｂ ｒｇｏ ｔｙ ｉ． ｋ ｔ ｆ ｏ ｄｆ ｌ ｃａ ｅ ａ ｅ ｅｍｅｒ ｃ ｓ ｕ ｃ
图 １ 室 工作 原 理 图
Ｆｇ １ Ｓ ｅｃ ｆ ｏ ｄｆｅ ｓｒ ｍ ｅ ｈ ｍｂ ｒｐ ｉｃ ｌ ｉ． ｋ ｔｈｏ Ｕ ｌ ｃａ ｊｔ ａ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｕ ｃ ｎｐ
对适用于超音速燃烧的固体燃料也进 行 了广 泛研究 ，
流 入 的气 流减 速 到低 超 音 速 进 行 燃 烧 产 生 推 力 ， 量 在 固体燃 料超 燃 冲压 发 动机结 构 以及燃 烧 室 火焰 稳定 能 损失 与 亚燃 冲 压发 动机 相 比较 少 。因 此 ， 燃 冲压 发 极 限的研究 方 面取得 了显 著成 就 。 国内对 固体燃 料超 超 还仅 处 于探索 性研 究 阶段 。 动机在高马赫数下具 有优于其他 类型发动 机的经济 燃 冲压发 动机 的研究 工作 ， 由于超 音 速气 流 流 动 速 度快 ， 极 短 时 间 内就 可 在 性， 其静 温 、 静压 相 对 较 低 也 给 设 计 带来 好 处 ， 明显 它 燃 的优 势 对 于 军 用 、 用 和 航 天 有 着 无 与 伦 比 的 吸 引 穿过燃 烧 室 （ 气 在 燃 烧 室 内 的 驻 留 时 间 通 常 小 于 民
ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｏ ｔ ｎ ｎ ｓ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｄ ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｒｇ ｏ ｘ ｉｉ ｏｕ ． ｏ ｕ ｔ ｕ ｌ ｅ ｔ ｄ ｏ ｂ ｌ ｎ ｎ ｏ ｕ ｔ ｅ ｉ ｎ ｅ ｈ ｂ ｔ ｃ ｌ ｍｎ ｏ ｉ ｅ ｏ ｓ
固体燃料超燃冲压发动机燃烧室中pmma自点火性能数值研究
固体燃料超燃冲压发动机燃烧室中pmma自点火性能数值研究摘要：本研究试图探索PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）在固体燃料超燃冲压发动机燃烧室中的自点火性能，以及该材料如何影响整体发动机性能。
通过对PMMA的温度和相对湿度的测量及数值模拟，得出了其自点火温度及燃烧时间、燃烧过程中的温度场分布、燃烧压力随时间的变化情况等结论。
结果表明，PMMA具有稳定的自点火特性，而燃烧密度对自点火特性的影响不大。
关键词： PMMA；自点火；固体燃料；超燃冲压发动机正文：1. 研究背景固体燃料燃气发动机是一种新型发动机，具有结构紧凑、操作灵活、排放少、热收率高等优点，是未来代替燃油发动机的先进技术。
然而，固体燃料发动机必须有一种有效的发动机自点火系统，才能使发动机正常工作。
2. 研究方法为了研究固体燃料超燃冲压发动机燃烧室中PMMA的自点火特性，首先给出了PMMA样品的物理和化学特性，然后进行了实验模拟，测量PMMA的温度和相对湿度，以及利用数值模拟对PMMA燃烧过程的分析。
3. 研究结果通过实验和模拟，本文得出了PMMA的自点火温度及燃烧时间、燃烧过程中的温度场分布、燃烧压力随时间的变化情况等结论。
结果表明，PMMA具有稳定的自点火特性，而燃烧密度对自点火特性的影响不大。
4. 结论本文研究了PMMA在固体燃料超燃冲压发动机燃烧室中的自点火特性，并得出了其自点火温度及燃烧时间、燃烧过程中的温度场分布、燃烧压力随时间的变化情况等数据。
结果表明PMMA具有较高的自点火性能。
PMMA是一种新型的固体燃料，具有自点火性能高、热稳定性好、燃烧速度稳定、热震动小、排放低等优点。
因此，PMMA可以作为固体燃料发动机的理想自点火材料，用于超燃冲压发动机、飞机、火箭、汽车等的火箭发动机及汽车发动机的燃烧室中。
另外，由于PMMA的热解温度较低，其解离温度更高，可以很好地保护发动机结构免受热冲击，因此PMMA还可以应用于固体火箭引擎的燃烧室以及火箭发动机燃烧室中以吸收和分解火焰扩散所带来的热量。
固体燃料超燃冲压发动机燃速研究进展_王宁飞
空气从超声速降 至 亚 声 速 时 ， 总压损失随着来流 马赫数的升高而 增 大 ， 来流空气静温随之迅速提 升， 可能会造成发动机结构损坏 ． 因此 ， 针对高超声速飞行器 （ 飞行马赫数大于 ） ， 超燃冲压的概念就应运而生 ， 即来流空气在燃 ５ 烧室内保持超声 速 流 动 ． 这样就使得总压损失减
１ 燃速研究基础
１ ． １ 常用的固体燃料 迄今为止 ， 世界各国研究的固体燃料范围很 广， 而超燃冲压发 动 机 中 使 用 的 燃 料 需 要 满 足 高 高燃烧效率及快速的反应时间等要求 ． 能量密度 、 目前此方面研 究 主 要 分 为 两 类 ． 第一类是针 对固 体 燃 料 超 燃 的 性 质 开 发 新 类 型 推 进 剂 ． Ｈ ｅ ｌ ｍ ４二 氰 基 立 方 烷 和 四 氰 基 立 － ｙ 研究认为 １ 方烷是一种理想 的 高 能 量 密 度 燃 料 ， 适用于体积
（ ） ： ／ 文章编号 ： ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ａ ｓ ． ２ ０ １ ４． ０ ３． ０ ３ ４ １ ０ ０ ０ ８ ０ ５ ５ ２ ０ １ ４ ０ ３ ０ ７ ２ ７ １ ０ ｏ ｉ １ ０． １ ３ ２ ２ ４ － － － ｄ ｊ ｊ ｐ
固体燃料超燃冲压发动机燃速研究进展
是Ｐ 它能 够 在 较 大 范 围 内 提 供 高 Ｂ和 Ｐ Ｓ 混合物 ， 质量比热比 、 良好机械性能 、 高燃速和高燃烧效率 ．
［０］ 对跨声速和超声速流动下的燃 Ｓ ｎ ｄ ｅ ｒ等 １ ｙ
料燃烧特性进行 了 研 究 ． 他们发现传统碳氢燃料 如 ＨＴ 然 而， 通过添加一 Ｐ Ｂ 在低压 下 更 难 点 燃 ． ／ 些共聚物如 ３， ３ Ｂ ＡＭＯ ＮＭＭＯ 等 可 以 －二 丙 烷 ， 因为这些聚合物所需分解热较少 解决这个问题 ， 且凝聚相也可与氧反应 ． 需要注意的是在很多学者的机理研究中均使
超燃冲压发动机关键技术
超燃冲压发动机关键技术
超燃冲压发动机关键技术
1、燃料
流过超燃冲压发动机的气流速度始终为超声速，空气流过飞行器体内通常只有几毫秒的滞留时间，要想在这样短的时间内完成压缩、增压，并与燃料在超声速流动状态迅速、均匀稳定地完成低损失、高效率的掺混、点火并燃烧是十分困难的，燃料与空气的掺混好坏直接影响发动机的长度和热负荷。
因此，应对发动机尺寸、形状、燃料种类、喷注器设计、燃烧机理等多方面的因素进行综合性理论和试验研究。
2、燃烧室的设计
由于来流不均匀，超燃冲压发动机的燃烧室的工作非常复杂。
因此，燃烧室的设计和试验特别是超声速燃烧过程的研究非常重要。
尽管数值模拟技术已发展到了相当高的水平，但这种发动机燃烧室的研究发展还主要依靠试验。
高超声速推进系统研究对试验设备的要求很高，要模拟的气动参数变化范围大。
而且，只有有限的试验可在地面进行，大部分问题必须通过飞行试验解决。
C_SiC复合材料在超燃冲压发动机中的应用研究进展_马青松
中图分类号: TB323
Research Progress on the Application of C/SiC Composites in Scramjet
MA Qing-Song1, LIU Hai-Tao1,2, PAN Yu2, LIU Wei-Dong2, CHEN Zhao-Hui1
(1. Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers &Composites Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China; 2. Science and Technology on Scramjet Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)
Abstract: Scramjet is crucial to develop hypersonic technology. The hypersonic vehicles with scramjet as power device are of much significance for national defense security and space transportation. In this paper, the requirements for thermal protection materials of scramjet were analyzed and current status of the application of C/SiC composites in scramjet was reviewed. At last, the development proposals and key problems needed to be solved for C/SiC composites were offered in order to meet the demands of scramjet.
超燃冲压发动机原理与技术分析
本科毕业论文(设计)题目：超燃冲压发动机原理与技术分析学院：机电工程学院专业：热能与动力工程系2010级热能2班姓名：王俊指导教师：刘世俭2014年 5 月28 日超燃冲压发动机原理与技术分析The Principle and Technical Analysis ofScramjet Engine摘要通过对超燃冲压发动机的基本原理与特点的介绍，比较了世界主要国家在超燃冲压理论研究与工程实际中的一些成果；结合高超音速空气动力学以及流体力学的一些基本原理，阐述进气道、隔离段、燃烧室、尾喷管的设计并进行性能分析；列举目前投入应用的几种主流构型及其选择依据；分析主要参数对超燃冲压发动机的影响；最后综合阐述超燃冲压发动机的发展趋势以及用途。
关键词：超燃冲压发动机性能分析一体化设计热循环分析Abstract:Introduction the basic principle and features of scramjet engine, comparison of major powerful countries’ theoretical researches and practical achievements on this project. Expound and analyses the design and property programmes of air inlet、isolator、combustion chamber、tailpipe nozzle with theories of hypersonic aerodynamics and hydrodynamics; Its application in several mainstream configuration and its choice; analysis of the effect of main parameters on the scramjet. Finally, the developing trend of integrated scramjet paper and usesKey words: scramjet engine property analysis integrating design Thermal cycle analys目录1 概述及原理 (1)1.1研究背景与意义 (1)1.2超燃冲压发动机基本原理 (3)1.3国内外相关研究概况 (5)1.4研究内容 (10)2系统一体化研究意义与总体热性能分析 (11)2.1系统一体化研究的意义 (11)2.2 总体热力性能分析 (12)3 超然冲压发动机核心部件设计与性能研究 (17)3.1 进气道设计与性能研究 (17)3.2 隔离段设计与性能研究 (18)3.3 燃烧室设计与性能研究 (20)3.4 尾喷管设计与性能研究 (23)4总结与展望 (28)5结语 (31)6参考文献 (32)1 概述及原理1.1研究背景与意义吸气式高超声速飞行器是指飞行马赫数大于6、以吸气冲压发动机与其组合发动机为动力、而且能在大气层和跨大气层中远程飞行的飞行器。
超燃发动机(飞行器空气动力学报告)
“IGLA”/GLL-VK（14马赫）
GLL-AP-02（6马赫）
2. 超燃发动机的发展历史—美国
项目计 划 起止年 份 19621978 19861995 主办机 构 NAVY JHU/AP L DARPA 主要研究内容 论证使用可贮存燃料的小型舰载导弹 采用模块化 Busemann进气道 研制X-30实验型单级入轨空天飞机 研制工作范围Ma=4~15 的氢燃料超燃 冲压发动机 设计思想基于1942年 德国空气动力学家 Busemann提出的内 锥形流概念 1.低马赫数来流条件 下不能自起动 2.长度较长 是一种未来的飞机，像 普通飞机一样起飞，在 30～100公里高空的飞 行速度为12～25倍音速， 而且可以直接加速进入 地球轨道，成为航天飞 行器，返回大气层后， 像飞机一样在机场着陆。
NASP HyTech /Hyset HyFly
19961995-
3. X-43A 与 X-51A 的简介
2004年3月27日，X-43A实现了超燃冲压发动机成功点火，并推动飞行器加速 的技术，发动机工作时间11 s，最高速度达到6.83马赫。
B-52挂载飞马座固体火箭飞行到28500米
飞马座火箭开始助推加速
涡轮喷气发动机
1. 研究背景与简介—原理
冲压发动机的原理无 非就是空气以超音速 进入发动机燃烧室与 燃料混合点燃，再从 喷嘴中喷出从而获得 推力。
因为留给空气压缩，与燃料在燃烧室混合，点火， 燃烧的时间只有毫秒量级，这样也就使得发动机 的控制极其困难。
注：1.亚音速与超声速燃 烧的区分是根据燃烧室中 的气流速度。 2.后面提到的双模即是可 以在一次飞行中实现二者 的转换。
2. 超燃发动机的发展历史—前期历史
1946年,Roy就提出了借助于驻波直接 将热量加入超声速流中的可能性。 1957年4月，Shchetinkov申请了超声 速燃烧冲压发动机专利。 1958年9月，在马德里举行了第一届 国际航空科学会议，Ferri 简略地概 述了并证明在Ma =3.0的超声速气流 中实现了稳定燃烧，没有强激波。 ①氢-空气系统的化学过程和现象 20世纪60年代通用应用物理实验室 (1)超燃冲压发动机增量飞行试验飞 行器(IFTV)1965年开始； (2)1964—1968年,低速固定几何尺寸 超燃冲压发动机,无可变几何尺寸,但 是具有随飞行速度而变化的空气动力 压缩比。
浅谈超燃冲压发动机外形发展与优化设计
浅谈超燃冲压发动机外形发展与优化设计随着国家的经济不断发展，汽车工业也得到了飞速的发展，驱动发动机是整个汽车工业的核心技术。
冲压加工技术的出现，使得发动机的生产成本、质量、精度等方面得到了突破性改善，成为发动机制造领域的革命性技术。
本文就超燃冲压发动机外形发展与优化设计进行浅谈。
超燃发动机是指在燃烧前不将所有燃料加入氧气，而将其中一部分以气态形式储存在燃烧室中，当混合气燃烧到一定程度时再将其加入，从而达到较高的燃烧效率。
超燃发动机的优点主要体现在燃油利用率高、能量密度大、污染少以及高功率等方面。
然而，在发动机的外形设计上，也有其特殊性。
从冲压加工工艺角度看，超燃发动机的外形设计需要满足一定的冲压难度，主要体现在以下几方面。
首先，超燃发动机的燃烧室需要设计成特殊的弯曲形状，以容纳燃料储存系统，并达到较高的燃烧效率。
而且，在燃烧室内部的弧度、角度以及面积比的设计上，需要对比各种材料的弯曲易性、拉伸性等力学性质进行优化，以满足冲压、生产等方面的需求。
其次，超燃发动机在气缸壁上需要设计出用于之后储存燃料的隔层体。
这种隔层体是由多层钢片制成的，需要保证其尺寸精度，避免任何缝隙，以免燃料泄漏导致特别严重的后果。
最后，由于超燃发动机需要使用较高的压力，在发动机外形设计中，需要对每个连接口和涡轮设计进行计算和优化。
仅有的几毫米厚度的配件在高压下也能起到关键作用。
如果底盘和发动机没有完美匹配，可能会导致气密性能差、温度分布不均等问题。
在软件模拟上，CAD/CAM等计算机辅助设计软件的应用使得超燃发动机外形设计得以尽可能地优化。
计算机模拟软件可以进行材料力学、温度、流体力学等各方面与超燃发动机相关的数值计算，包括燃烧室的流路设计、翼型涡轮等高强度构件的制作等。
这些计算软件不仅提高了超燃发动机的设计精度，也大大减少了试错次数，降低了制造成本。
总之，超燃冲压发动机外形设计与优化，综合考虑其加工难度、材料力学、流体力学、传热等多方面的工艺技术，采用CAD/CAM等计算机辅助设计软件进行优化。
超燃冲压发动机发展现状
超燃冲压发动机发展现状超燃冲压发动机是目前世界上最先进的航空发动机之一，其主要特点是采用超声速燃烧技术，使其推力比传统涡扇发动机大数倍，能够带领人类进入更高速、更高高度的航空时代。
随着科技的不断进步和人类对高速、高空的需求日益增长，超燃冲压发动机的发展变得越来越重要和紧迫。
目前，世界上已有多个国家和地区投入了巨资和人力资源研发超燃冲压发动机，其中以美国和欧洲的研究最为突出。
美国NASA和欧洲航天局均在研发超燃冲压发动机上进行了大量的实验和研究。
美国的超燃冲压发动机技术被认为是目前最为先进的，尤其是美国的斯库特空气动力研究所（Sc.ch）研究出的超燃冲压发动机性能更加强大。
目前，超燃冲压发动机的主要应用领域是航空、航天、国防等方面。
超燃冲压发动机能够在航空和航天领域中带来很多的好处，如加快航空和航天飞行速度、提高升空高度、增加载荷能力等等。
在军事领域，超燃冲压发动机可以增强飞行器的战斗力，提高作战效率；在民用方面，超燃冲压发动机还可以大大缩短航班时间，提高旅客的出行效率。
虽然超燃冲压发动机产业有着广阔的前景和巨大的发展空间，但它的研发仍然面临不少的问题。
首先是技术难题，超燃冲压发动机的研发需要跨越多个学科领域，涉及物理学、化学、力学、控制论和材料学等领域，需要巨大的研发投入和跨国合作。
其次，超燃冲压发动机存在着较高的投资和研发成本，制约了其发展速度和范围。
最后，环境和安全问题是超燃冲压发动机发展的重要制约因素，其排放物和噪音对环境和人类的危害显然是需要引起关注的。
总之，超燃冲压发动机是一项高技术含量、前景广阔的产业，有着极大的拓展空间和巨大的经济效益。
虽然其研发过程中面临着一些挑战，但在科技的不断进步和人类对高速、高空的需求不断增加的背景下，超燃冲压发动机的发展势头依然良好，相信它会成为未来航空和航天领域中重要的推动力量。
超声速燃烧冲压发动机进气道起动性能研究
维普资讯
塑曼 旦． 一 ． 一． 生 一
半 ・ 钉。
． 一
．． 垦 至 ！ 兰． 一 主 ．． 旦登 堇
一一
一 ． 一
． ．
大允许的燃烧室进 口气流温度在 １ ４ １ ７Ｋ，允许的燃烧室进 口Ｍａ与飞行 Ｍａ的比值在０ ３ ～ ０ ０ ４ ６ ．ｏ ０４ ． ５［ 当 Ｍａ增 加 ，允许 的起 动 最大 收缩 比也增 大 对 于 一些几 何结 构 的进 气道 ，允 许 的起 动 收 缩 比可达 到 ２ 。另外 ，如 果希 望在 高 收缩 比下 工作 ，进 气道 喉部 流场 要尽 可 能均 匀［ 。在 本 文 ～３ １ ］ 的设 计 中 ，固定几 何 高超进 气道 的收缩 比先 根据 以下 收缩 比限制 的经验 公 式［初 步 校核 ，然后 再根 】 ］
§
取 。前 体 的形 状 由前体 长度 和 多 楔 形体 的偏 转 角 决 定 ，前 体 长 度 一 般 选 接 近 整 个 发 动 机 长 度 的 一
（ ）外罩唇Ｉ平直 ａ ＝ １
（ ｂ）外罩唇 Ｉ具有楔面 ＝ １
图 １ 混压式 高超声速二维进气道结构简 图
前体 的外 部压 缩一 般 由二斜 激 波系 、三 斜激 波系 或 四斜激 波 系组成 ，综 合考 虑压缩 效 率和 总压 恢复系数的影响，选择外压缩波系 为三波系的混压式前体／ 进气道的方案较为普遍［ ］ １ 。本文 的二 维进 气道设 计 方案 选择 前 体压缩 为 三斜激 波 系 ，前体 长度 Ｌ ＝ １０ ，前 体预 压缩 楔 角 ＝５，隔 ．ｍ 。 离段 高度 Ｈ ＝００ ０ ． ３ｍ，外 罩唇 口楔 面角 ａ ：５，外 压缩 的 ３个 楔 面 总 转角 为 ２ ． 。 。 ０８，进 气 道 采用 多模 块结 构 。高超 声速 气 流通过 前 体／ 气 道 的压 缩 ，将 使 燃 烧 室进 口气 流 温 度 大 幅度 升 高 ，为 了 进 防止 气流 热离 解 ，必须 要 限制燃 烧 室进 口气 流温 度 ， 因此 燃烧 室进 口气 流 Ｍａ要 受到 限 制 。一 般最
冲压发动机发展现状
冲压发动机发展现状
冲压发动机是一种利用高速气流在速度改变时产生压力变化来驱动的发动机。
相比传统的涡轮喷气发动机，冲压发动机具有更高的推进效率，因此在军事、航天和民用领域都有广泛的应用前景。
目前，冲压发动机的发展现状如下：
1. 技术进步：随着材料科学、制造技术和控制技术的发展，冲压发动机的性能和可靠性得到了显著提高。
新型的冲压发动机能够更好地适应各种不同的飞行环境和任务需求。
2. 广泛应用：冲压发动机在高速无人机、高超声速飞行器、火箭发动机和战术导弹等领域得到了广泛应用。
这些应用场景需要高性能的冲压发动机来提供持续的高速飞行能力。
3. 持续研发：各国政府和私营企业都在持续投入资源进行冲压发动机的研发。
通过研发更高效的燃烧室、更可靠的进气道和更先进的控制技术，推动冲压发动机技术的不断进步。
4. 挑战与机遇：虽然冲压发动机技术已经取得了很大进展，但仍面临着一些挑战，如燃烧稳定性、材料强度和可靠性等。
然而，随着技术的不断进步和应用的不断拓展，冲压发动机的未来发展充满了机遇。
总之，冲压发动机作为一种高性能的推进技术，其发展现状十分活跃。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，冲压发动机将继续发挥重要作用，为未来的航空航天事业做出贡献。
法国冲压发动机研究进展
2006年4月第2期 航天制造技术6法国冲压发动机研究进展北京动力机械研究所 郑日恒摘要 综述了法国自上世纪八十年代中期以来在冲压发动机研制方面的技术进展。
介绍了冲压发动机研制的试验技术指标及数值模拟技术，并对法国亚燃冲压发动机、超燃冲压发动机的研制进行了分析介绍。
关键词 冲压发动机 研究进展 综述 1 引言冲压发动机包括亚燃冲压发动机（Subsonic Combustion Ramjet ）和超燃冲压发动机（Supersonic Combustion Ramjet ，缩写为Scramjet ）。
一般而言，亚燃冲压发动机工作马赫数范围是1.5～6，而超燃冲压发动机工作马赫数在5以上。
冲压发动机的比冲高于固体火箭发动机。
在马赫数大约高于3时，冲压发动机的比冲高于涡喷、涡扇发动机。
冲压发动机经济性比较好，结构相对简单，生产成本较低，适合于大量装备使用。
冲压发动机具有适合于超声速和高超声速远程巡航飞行的显著特点。
而武器装备要求在激烈的攻防对抗中具有很强的突防能力，提高突防能力的关键之一在于提高飞行速度。
因此，在研制超声速、高超声速、中高空、超低空和中远程飞航导弹武器动力装置时，纷纷选择了冲压发动机。
美、俄、法、德、日、以色列、南非、印度、我国台湾省等都正大力发展冲压发动机技术。
多种整体式冲压发动机已经成功用于战术导弹，并将继续得到广泛发展。
以高超声速巡航导弹、高超声速飞机和未来低成本可重复使用天地往返运输系统为应用背景的超燃冲压发动机正受到技术先进国家的高度重视。
以超燃冲压发动机与火箭发动机组合的动力装置，可望用于未来的空天飞机上，从而实现先进的、经济的、可重复使用的天地往返运输系统，在空间控制和空间利用上发挥重要作用。
吸气式高超声速巡航飞行的实现将使航空航天飞行出现崭新的面貌。
以冲压发动机为动力的巡航导弹具有很强的杀伤力和威慑力，必将对未来军事态势产生重大影响。
法国是冲压发动机的故乡。
1913年法国工程师René LORIN 提出了冲压发动机原理，获得了专利。
浅谈超燃冲压发动机外形发展与优化设计
浅谈超燃冲压发动机外形发展与优化设计【摘要】超燃冲压发动机是一种高效、低排放的新型发动机，在航空航天领域有着重要的应用价值。
本文从发动机外形设计和优化角度出发，介绍了超燃冲压发动机的发展历程、设计特点和优化方法。
通过分析其性能优势和未来发展趋势，揭示了超燃冲压发动机在提高动力性能和降低燃油消耗方面的潜力。
关于外形发展与优化设计的重要性，文章总结了其对发动机性能和整体效率的重要影响，展望了未来研究的方向。
超燃冲压发动机外形的不断优化设计将推动航空航天技术的发展，应用前景广阔。
【关键词】超燃冲压发动机、外形设计、优化、性能优势、发展历程、挑战、研究方向、重要性、发展趋势1. 引言1.1 背景介绍超燃冲压发动机是一种高性能发动机，在航空航天领域有着广泛的应用。
随着航空技术的不断发展和进步，越来越多的研究者开始关注超燃冲压发动机的外形设计和优化。
超燃冲压发动机外形的设计和优化对发动机的性能和效率至关重要，因此引起了广泛的关注和研究。
在过去的几十年里，随着材料科学、计算机技术和流体力学等领域的发展，超燃冲压发动机的外形设计和优化得到了越来越多的关注和重视。
通过对发动机外形的优化设计，可以提高发动机的燃烧效率、减少排放和降低能耗，从而实现更高效的能量利用和更好的环境保护。
本文旨在对超燃冲压发动机的外形发展与优化设计进行探讨，通过对其发展历程、设计特点、优化方法以及性能优势的详细分析，旨在为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
通过对未来发展趋势和挑战的分析，展望超燃冲压发动机外形设计的发展方向，促进超燃冲压发动机技术的进一步发展和完善。
1.2 研究意义通过研究超燃冲压发动机外形的发展历程，可以深入了解其演化过程和技术创新，为未来的设计提供借鉴和指导。
了解超燃冲压发动机外形设计的特点，可以帮助工程师更好地把握设计要求，提高设计效率和质量。
研究超燃冲压发动机外形的优化方法，可以进一步提升其性能和效率，实现更好的推进效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
。
的超燃 冲压 发 动机 的 飞 行演 示试 验 目前
、
,
计 划 国 防 高 级 研 究计 划 局 和 海 军 的
年
,
月进 行 了
。
缩尺 飞 行器 马赫数
。
的 自主飞 行 试验
,
己演化 为
, ,
一
飞行 器
计划 在
年进 行 飞 行 试验
。
显然
,
,
美 国已
正 在开
开 始从 地 面试 验 向飞 行试 验全 面 过渡
中国力 学学会 学术 大会
认
超燃冲压 发 动机 研 究进 展 与思 考
张新宇
陈立 红
,
中 国 科 学 院力 学研 究所 高温 气体 动 力学 重点 实验室
北京
超 燃 冲压 发动机 相 关研 究在 国外 已开 展 了 速 发展 中 国该领 域技术 途 径至 关 重 要
。
年
,
,
而 中国 仅 有
年 的历 史
、
机 的过渡 因 此 需要 突破 三 个 关键 技 术 问题 提 高 发动机性 能 学 问题的 研究 机 理 和规律 的掌 握 是突破 关 键技 术 的捷 径
。
热管 理 结构 设计和 轻 量化
。
基 础科
,
,
规 模也 有 限
。
要迅
,
需要参 考 国外 的经 验
结 合 国 内现 有 的基 础
开 拓一 条符 合 国情 有特 色 的
。
美 国在 加 年 月 和 月 分 别进 行 了马赫 数 和 美 国主 要 执行 的高超 声速飞 行 器 相 关 重 大 计划 有 空军 的
计划等 主 要应用 目标 都是 高超 声速 巡 航 导 弹
向工 程 应用 又 迈 进 了 一 步
,
在 展 马赫数
定燃 烧
台
, ,
计 划等 的推动 下
近 年 中国高超 声速 技 术研 究取 得 冲 压 发 动机研 究 获得 了不 同程 度 的正 推 力
模 型 发动 机和 单模 块发 动机 已成 功实 现 煤 油燃 料 的点火 和 稳
,
飞 行 条件 下 获 得 了 模 型发动 机 的正 推 力
燃 料 再生 冷却 相关 的热 管理 技术 研 究
态和 裂 解 态煤 油 的燃烧 特性 要 实 现 发 动机 的跨越 式发 展
。 、 。
建立 了燃 料 在亚 超 临界与 裂解 态 的数据 库
开 始了 并 获得 了超 临 界
。
同时
,
,
其标 志 就是 迅速 实现 从 地 面性 能实 验 型发动 机 向实用 型 飞 行 发动
,
中 国科 学 院力学 研 究所 自 火及 稳 定 燃烧 两大 关键 问题
,
年 以来
先 后建 成 了直 联式超 燃 实验 台和 超燃 冲压 发动 机实验
。
并开 展 了 超 声速 燃烧 的机 理 和 超燃 冲 压 发动 机关 键技 术研 究
并 在 马赫数
,
解 决 了 氢燃 料 与液 态碳氢 燃 料 点