CARDC高超声速吸气式推进技术近期进展
一种独具匠心的高超声速推进方案
本文2009 11 20收到,作者分别系中国航天科工集团三院310所高工、工程师一种独具匠心的高超声速推进方案李文杰 叶 蕾摘 要 首先对火神推进系统研发项目的概况进行了简单描述,并结合组合发动机的构成对各种可能的组合发动机进行了详细的介绍,最后从创新、机制、沟通以及军民结合等四个方面进行了评述。
关键词 高超声速 火神发动机 组合发动机 涡轮发动机CVC 发动机引 言火神(Vu lcan)是美国国防高级研究计划局(DARPA )正在实施的一个推进系统研发项目,旨在探索如何将全尺寸的高超声速飞行器加速到超燃冲压发动机的启动速度。
据 F ligh t I nter nation al 2009年8月14日报道,美国国防部将于2009年12月份召开关于火神双模发动机项目的秘密会议,届时该发动机的构型将呈报给军方高层官员。
由于研制高马赫数涡轮发动机的费用非常高昂,而且涡轮发动机性能提升的幅度已经相对有限,因此,DARPA 独辟蹊径,采取了一种全新的思路:即在现有战斗机使用的发动机基础上整合新型的定容燃烧(CVC )发动机,实现将飞行器从静止状态加速到马赫数4的目标。
这种全新的发动机能够大大减小耗油率,对执行情报、监视、侦察、打击和其它重要任务的全尺寸高超声速巡航飞行器具有重要的价值。
能够从亚声速加速到高超声速是火神被称为双模发动机的原因,它相当于高超声速飞行器的低速加速器。
火神项目的研发分四个阶段。
第一阶段为期8个月,在2009年9月完成。
共有4家公司获得了该阶段的开发合同,他们是阿连特技术公司、通用电气(GE)公司、普惠公司和罗罗公司。
在第一阶段,这四家公司负责研究对火神发动机系统和C VC 发动机验证系统的要求,并进行概念设计和关键技术开发,以降低发动机的研发风险。
第一阶段结束之际,四家公司将向DARPA 提交CVC 发动机与全尺寸涡轮发动机集成的方案,并接受DARPA 的评估。
目前,来自俄亥俄州的空军研究实验室(AFRL)作为第五个团队也参与到研究之中,该团队将开展风险降低研发工作,并辅助企业团队开展研发工作。
高超声速进气道预喷注技术研究进展与关键问题分析
高超声速进气道预喷注技术研究进展与关键问题分析目录1. 内容概括 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (2)1.3 研究内容与方法 (4)1.4 文献综述 (5)2. 高超声速进气道的原理与要求 (6)2.1 进气道的工作原理 (7)2.2 高超声速进气道的要求 (9)2.3 进气道的分类 (10)3. 预喷注技术的概念与作用 (12)3.1 预喷注的定义与分类 (13)3.2 预喷注技术的优势 (14)3.3 预喷注技术的工作机理 (16)4. 国内外预喷注技术的研究进展 (17)4.1 国外研究进展 (18)4.2 国内研究进展 (20)4.3 比较分析 (21)5. 高超声速进气道预喷注技术的关键问题 (22)5.1 进气道设计与优化 (23)5.2 预喷注相态控制 (25)5.3 预喷注稳流与控制策略 (27)5.4 预喷注技术与进气道一体化设计 (28)6. 预喷注技术的关键技术与对策 (30)6.1 预喷注燃料的选择与喷嘴设计 (32)6.2 高超声速流动的数值模拟与实验研究 (33)6.3 预喷注设备的研发与动态响应 (36)6.4 安全性与环境影响评估 (37)7. 应用实例与验证 (38)7.1 应用实例分析 (39)7.2 技术验证与实验结果 (40)8. 结语与展望 (42)8.1 研究结论 (43)8.2 未来研究方向 (44)8.3 技术应用前景 (45)1. 内容概括本研究旨在探讨高超声速进气道预喷注技术的发展现状，分析该技术在提高发动机性能、增强机动性和扩展飞行范围方面的应用潜力。
通过对现有技术的综述和评估，本研究将重点关注预喷注系统的工作原理、关键参数优化、控制策略设计和实验验证等方面。
此外，还将讨论目前存在的关键技术壁垒，包括预喷注器的设计、燃油空气混合效率、射流相互作用以及气体动力学稳定性等问题。
通过这一分析，本研究意在为高超声速进气道预喷注技术的进一步研究与应用提供理论基础和实际指导。
吸气式高超声速飞行器空气动力学
吸气式高超声速飞行器空气动力学
吸气式高超声速飞行器是一种利用空气动力学原理实现飞行的
新型飞行器。
它采用了先进的空气动力学设计理念和高科技材料，可以在大气层内飞行达到极高的速度，甚至可以突破常规的声速限制。
在其设计中，关键的一点是利用了空气的压缩特性来实现推进。
在吸气式高超声速飞行器中，空气经过进气道被压缩，然后在燃烧室中与燃料混合燃烧，产生高温高压的气体，通过喷嘴喷出，产生向前的推力。
由于飞行速度非常快，所以需要考虑空气动力学的影响，比如空气的阻力、升力、侧向力等等。
此外，还需要考虑热力学影响，比如温度和压力的变化，以及材料的热耐受性等等。
为了实现高超声速飞行，吸气式高超声速飞行器还需要具备一定的机动性和稳定性。
在设计中需要考虑到机身的形状和重心的位置，以及控制系统的可靠性和响应速度。
总之，吸气式高超声速飞行器的空气动力学是其实现高速飞行的重要基础，需要在设计过程中充分考虑各种因素，并采用先进的技术手段来实现。
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美国高超声速武器研制进展及评析
美国高超声速武器研制进展及评析作者：廖孟豪来源：《无人机》2018年第10期近年来，美国积极推进高超声速武器的研制，并取得了积极成果。
美国海陆空三军正同时基于SWERVE项目成果研制潜射/陆射/空射型高超声速助推滑翔导弹，并总结了美军高超声速导弹发展的三条路线;美国陆军披露“远程高超声速武器”（LRHW）项目并透露MDA加入三军通用滑翔飞行器研制项目;美国海军发布“常规快速打击”（CPS）武器系统工业能力调研公告，将研制弹径0.76m的潜射型高超声速助推滑翔导弹;高超声速飞机TBCC发动机地面验证项目最新进展，已完成双模态冲压发动机低马赫数模态转换试验;美国导弹防御局同时授出21份“高超声速防御武器系统概念定义”合同。
美国海陆空三军高超声导弹研制进展2018年10月11日，据美国《航空周刊》报道，根据两名熟悉相关项目情况的消息人士透露，在美国国防部直管的某个项目（该项目计划2021年列装高超声速导弹，编者注：应指2008年启动的“常规快速全球打击CPGS”项目）框架下，美国三军正在各自实施自己的高超声速导弹项目，即美国陆军的“先进高超声速武器”（AHW）、美国空军的“高超声速常规打击武器”（HCSW）和美国海军的“常规快速打击”项目。
其中，美国海军正基于陆军AHW项目成果，开展“通用滑翔飞行器”的设计工作。
随后，美国陆军太空与导弹防御司令部将研制飞行试验用的原型机。
然后，桑迪亚国家重点实验室将制造该型“通用滑翔飞行器”。
三军同时正在分别研制各自高超声速助推滑翔导弹所用的助推器。
设计“通用滑翔飞行器”反映了美军为应对中俄迅猛发展高超声速导弹的急迫需求。
美军花了数十年时间试图研制理论上性能更好的半锥型升力体滑翔飞行器设计，但三军目前正在研制的滑翔飞行器是更成熟的圆锥型旋成体布局方案，该方案由桑迪亚国家重点实验室在1979～1985年依托“有翼高能再入飞行器实验”（SWERVE）项目完成了飞行验证。
虽然目前还不知道“通用滑翔飞行器”的最终方案，但其总体设计应该仍会沿用AHW方案。
2023年国外高超声速技术领域发展综述
2023年国外高超声速技术领域发展综述2023年，国外高超声速技术领域迎来了许多重大进展和突破。
高超声速技术是一种超音速飞行的概念，其速度超过了音速5倍以上，具有高速、高效、高精度等优点，被广泛应用于航天、国防、航空等领域。
本文将从技术原理、应用领域、关键技术、国际竞争等方面综述2023年国外高超声速技术的发展情况。
首先，技术原理方面，高超声速技术主要依靠超音速飞行器的设计和制造。
在2023年，国外在高超声速飞行器的设计和制造方面取得了一系列突破。
各国通过不断提升材料、推进系统、气动外形等方面的技术水平，实现了飞行器在高速环境下的稳定飞行。
同时，各国还在燃烧、传热、结构等方面做出了许多创新，提高了高超声速飞行器的性能和可靠性。
其次，应用领域方面，高超声速技术被广泛应用于军事和民用领域。
在军事领域，高超声速飞行器可以有效提高军事作战的速度和精度，加强对目标的打击力量，提高作战效果。
许多国家都在开展高超声速武器和飞行器的研发，争相突破技术瓶颈，提高作战能力。
在民用领域，高超声速技术也可以应用于空天交通、火箭发射等领域，为人类的探索和发展提供支持。
再次，关键技术方面，2023年国外高超声速技术的发展主要集中在材料、动力、控制等关键技术的突破。
在材料方面，新型高温合金材料、复合材料等得到广泛应用，提高了飞行器的耐热性和结构强度；在动力方面，超燃冲压发动机、等离子体发动机等先进动力系统的应用，提高了飞行器的推进效率和速度；在控制方面，先进的飞行控制系统、自适应控制技术等为飞行器提供了更精确的控制能力。
最后，国际竞争方面，2023年国外各国在高超声速技术领域的竞争日益激烈。
美国、俄罗斯、中国、欧盟等国家都在加大高超声速技术的研发投入，争相发展更为先进的高超声速武器和飞行器。
各国纷纷成立研究机构、加强技术交流合作，力图赢得高超声速技术领域的制高点。
总的来说，2023年国外高超声速技术领域取得了许多重大进展和突破，技术的不断创新和发展为航天、国防、航空等领域提供了更为先进的工具和手段。
采用吸气式推进的高超声速武器系统发展动态
Ｖ０１．３３。
Ｎｏ．１１Ｎｏｖｅｍｂｅｔ，２００８火力与指挥控制ＦｉｒｅＣｏｎｔｒｏ｜ａｎｄＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ第３３卷第１１期２００８年１１月文章编号：１００２一０６４０（２００８）１１—０００１—０４采用吸气式推进的高超声速武器系统发展动态。
张坤，蔡远文（装备指挥技术学院，北京１０１４１６）摘要：随着太空开发和新的军事战略发展要求的提出，高超声速飞行已成为当前倍受各国关注的技术领域。
简要介绍了高超声速飞行的概念，重点介绍了各主要军事大国在采用吸气式推进的高超声速武器系统方面的相关计划及近期发展动态，最后在总结发展特点的基础上，对我国该领域的研究提出了一些见解。
关键词：高超声速飞行，超然冲压发动机，高超声速武器中图分类号：Ｖｌｌ文献标识码：ＡＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄｓｏｆＨｙｐｅｒｓｏｎｉｃＷｅａｐｏｎｓＵｓｉｎｇｔｈｅＡｉｒ—ｂｒｅａｔｈｉｎｇＰｒｏｐｕｌｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＺＨＡＮＧＫｕｎ．ＣＡＩＹｕａｎ—ｗｅｎ（ＴｈｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｍｍａｎｄ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１４１６．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｆｌｉｇｈｔｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｔｔｅｎｔｉｏｎ—ｇｅｔｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｓｐａｃｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｎｅｗｍｉｌｉｔａｒｙｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｆｌｉｇｈｔ．Ｔｈｅｍａｉｎｐａｒｔｉｓａｂｏｕｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓａｎｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｐｌａｎｓｏｆｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｗｅａｐｏｎｓｕｓｉｎｇｔｈｅａｉｒ—ｂｒｅａｔｈｉｎｇｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｍａｊｏｒｍｉｌｉｔａｒｙｐｏｗｅｒｓ．Ａｔｌａｓｔ，ｓｏｍｅｖｉｅｗｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｃｈｉｎｅｓｅｒｅｓｅｒｃｈｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｓｕｍｍｉｎｇｕｐｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｆｌｉｇｈｔ，ｓｃｒａｍｊｅｔ，ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｗｅａｐｏｎ高超声速飞行一般是指在大气层中（高空）以等于或大于５ＭＨｚ进行高速巡航的飞行。
吸气式高超声速飞行器机体推进控制一体化建模方法研究
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吸气式高超声速飞行器多学科优化设计研究
中 图分 类号 ：Ｊ６ ． ＋ Ｔ７ ５４ ３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
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的 协 同机 制 来 设 计 复 杂 系 统 和 子 系 统 的方 法 ， 调 设 计 中多 强
２ Ｍ ＤＯ 方 法
在高超声速 飞行 器 的概 念设 计 过程 中， 涉及 多个 学 会 科， 需要综合考虑 、 分析多种 学科设计 需求 。ＭＤ Ｏ方 法正是
一
收稿 日期 ：０ ９ １ — ７ 修 回 日期 ：０ ０ ０ — ３ ２０ — ２ １ ２ １ — ２ １
空气 动 力 学模 型 、 行器 推进 系统模 型 、 行器 质 量模 型 。 飞 飞
摘 要 ： 冲压 发 动 机 推 进 特 性 问 题 的研 究 中 ， 在 高超 声 速 飞 行 器 是 一 种 多 学 科 强耦 合 的先 进 飞 行 器 ， 统 的 设 计 方 法一 般 只 考 传 虑 某 一 个性 能 和学 科 ， 成 设 计 性 能 不 理 想 ， 多学 科 优 化 设 计 （ Ｏ） 够 探 索 和 充 分 利 用 工 程 系 统 中 的协 同 机制 来 实 现 造 而 ＭＤ 能 复 杂 飞行 器 的设 计 。为 优 化 推 进 技 术 ， 善设 计 ， 高航 程 ， 多 学 科 优 化设 计 方 法 对 高 超 声 速 飞 行 器 进 行 了优 化设 计 。 建 完 提 用
高超声速吸气推进标准及其实验验证
高超声速吸气推进标准及其实验验证
高超声速吸气推进是一种新型的航天推进技术，它利用高超声
速飞行时产生的气动压缩效应来实现空气的高效压缩和加热，从而
提供推进力。
这种推进技术的发展对于未来航天器的设计和性能提
升具有重要意义。
下面我将从标准和实验验证两个方面进行回答：
1. 高超声速吸气推进标准：
高超声速吸气推进的标准主要包括技术规范、设计要求、性
能指标等方面。
在技术规范方面，标准需要规定高超声速吸气推进
装置的工作原理、结构特点、材料要求等；在设计要求方面，标准
需要规定高超声速吸气推进装置的外形尺寸、重量、安装要求等；
在性能指标方面，标准需要规定高超声速吸气推进装置的推进效率、燃料消耗率、工作温度等关键性能参数。
此外，还需要考虑安全性、可靠性、环境适应性等方面的标准制定。
2. 高超声速吸气推进实验验证：
针对高超声速吸气推进技术，科研人员进行了大量的实验验
证工作。
实验验证主要包括地面试验和飞行试验两个方面。
地面试
验主要是通过实验装置模拟高超声速飞行状态下的空气压缩和加热过程，验证推进装置的工作性能和稳定性；飞行试验则是将高超声速吸气推进装置应用于实际飞行器上，通过飞行试验验证其在实际飞行状态下的推进效果和适用性。
实验验证工作的结果将直接影响高超声速吸气推进技术的进一步发展和应用。
综上所述，高超声速吸气推进标准的制定和实验验证工作对于推进技术的发展和应用具有重要意义，需要在技术、安全和可靠性等方面进行全面考虑和研究。
希望我的回答能够对你有所帮助。
吸气式高超声速飞行器空气动力学
吸气式高超声速飞行器空气动力学
吸气式高超声速飞行器是一种最新的空气动力学技术，能够在高超声速速度下飞行，并具有出色的机动性能和抗干扰能力。
该飞行器的设计原理是利用前冲波将空气集中到引擎前端，然后通过进气道将空气引入发动机中，使燃烧更加充分，从而提高飞行器的速度和效率。
在飞行过程中，吸气式高超声速飞行器会面临严峻的空气动力学挑战，如飞行中的气动加热、气动力失稳和气动噪声等问题。
因此，设计师们需要采用多种空气动力学策略来解决这些问题，如采用热防护材料、优化机翼形状和增加控制表面等。
此外，吸气式高超声速飞行器的研究还面临着技术上的挑战，如发动机设计、材料选择和控制系统开发等方面。
因此，需要进行更深入的研究和开发，以推动这一领域的发展和应用。
- 1 -。
吸气式高超声速飞行器控制
节的组合，对误差进行反馈控制，使系统的输出值与期望值尽量接近。
02
根轨迹控制
根轨迹控制是一种基于系统稳定性分析的控制方法，通过改变系统的根
轨迹形状来达到控制目的。
03
频率响应控制
频率响应控制是一种基于系统频率特性的控制方法，通过控制方法
1 2 3
最优控制
最优控制是一种基于数学最优原理的控制方法， 通过寻找最优的控制策略使系统达到最优状态。
国内研究
中国、德国等国家也在开展相关研究，并取得了一些进展。
吸气式高超声速飞行器的应用前景
军事应用
用于快速打击、战略侦察、空中防御等军事领域。
民用应用
用于高速交通、航空运输、空间探索等民用领域。
02
吸气式高超声速飞行器控制原理
飞行动力学基础
牛顿第二定律
描述物体运动和力的关系，对 于吸气式高超声速飞行器，需 要考虑到升力、重力、阻力和
控制原理
基于飞行动力学和控制理论，设计合适的控制策略和算法，实现吸 气式高超声速飞行器的稳定和控制。
控制器设计
根据控制需求和性能要求，设计合适的控制器，如PID控制器、模 糊控制器、神经网络控制器等。
03
吸气式高超声速飞行器控制方法
经典控制方法
01
PID控制
PID控制是一种最常用的经典控制方法，通过比例、积分和微分三个环
推力等。
空气动力学
研究空气与吸气式高超声速飞行器 相互作用的方式，包括气流速度、 压力、温度等对飞行器的影响。
运动方程
描述吸气式高超声速飞行器的运动 状态，包括速度、位置、加速度等 ，根据不同的控制需求，建立相应 的运动方程。
气动特性分析
气动外形设计
美国普惠公司吸气式高超声速推进技术发展综述
推进技术美国普惠公司吸气式高超声速推进技术发展综述 摘 要 美国普拉特2惠特尼公司(P&W)正在开发吸气式高超声速部件和发动机技术。
在将氢燃料推进系统用于空间进入飞行器的国家航空航天飞机(NASP)计划中,开发了超燃冲压喷气发动机数据库。
2004年进行的由普惠公司设计、由NASP派生的Hyper2X氢燃料超燃冲压喷气发动机两次成功的飞行试验,行试验数据。
第一次试验的马赫数接近7,第二次试验的马赫数接近10。
美空军研究实验室(AFRL)高超声速技术(HyTech)办公室已决定继续改进NASP,不断开发新技术,以验证液碳氢燃料超燃冲压喷气发动机系统在马赫数4～8下的适用性、性能和耐用性。
在AFRL和美国防高级研究计划局(DARP A)的资助下,计划在超燃冲压喷气发动机演示样机2骑波器(SE D2WR)项目下,在2008—2010年进行飞行质量、燃料冷却方式的碳氢超燃冲压喷气发动机飞行试验。
将超燃冲压喷气发动机用于组合循环推进系统的技术也正在研究中。
超燃冲压喷气发动机和固体火箭助推器的组合适用于高超声速巡航弹。
使用气体涡轮机进行低速加速和使用火箭发动机助推的超燃冲压式喷气发动机正在研究中,以用于高超声速巡航飞行器和可重复使用的发射系统。
关键词 高超声速巡航导弹 推进技术 超燃喷气发动机引 言20世纪60年代,美国联合技术研究中心(UTRC)的联合技术公司(UT C)开始开发冲压式喷气发动机和超燃冲压喷气发动机技术。
从20世纪70年代起,开始通过先进小体积冲压喷气发动机和先进战略空射导弹飞行试验对冲压喷气发动机技术进行验证。
随后,从20世纪90年代起,开始用先进空空导弹对其进行飞行试验验证。
20世纪80年代中期,随着国家航空航天飞机计划(NASP)的启动,普惠公司恢复了超燃冲压喷气发动机开发工作。
NASP的目的在于开发一体化低速加速器、冲压喷气发动机和超燃冲压喷气发动机推进系统,并对其进行飞行验证。
吸气式高超声速飞行器空气动力学
吸气式高超声速飞行器空气动力学
吸气式高超声速飞行器是一种利用高超声速流动物理学现象进
行飞行的飞行器。
其主要特点是利用飞行器前部的进气道吸入周围空气，将气流加热至高温高速状态，然后将气流加速至超声速，以产生升力和推力进行飞行。
该飞行器的空气动力学特性较为复杂，主要涉及到高超声速流动、气动加热、边界层控制等方面。
其中，高超声速流动是影响吸气式高超声速飞行器空气动力学的核心因素。
在高超声速流动条件下，气体的物理性质会发生显著变化，如气体的压缩性、粘性和热传导性等，这些变化对飞行器的气动力学性能产生了极大影响。
为了充分利用高超声速流动的优势，吸气式高超声速飞行器需要采用一系列空气动力学技术进行优化设计，如进气道设计、气动加热控制、边界层控制等。
同时，还需要对飞行器进行全面的气动力学试验和数值模拟，以验证其设计方案的可行性和稳定性，为实现高超声速飞行提供理论和技术支持。
未来，吸气式高超声速飞行器有望成为一种重要的高速空中交通工具，为人类探索太空、开发高速交通等领域带来划时代的变革。
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高超声速飞行器发展现状
高超声速飞行器一、国内外高超声速飞行器研制现状高超声速飞行器技术是21世纪航空航天技术的新制高点，是航空史上继发明飞机、突破声障飞行之后第三个划时代的里程碑，同时也将开辟进入太空的新方式。
高超声速飞行器技术的突破，将对国际战略格局、军事力量对比、科学技术和经济社会发展以及综合国力提升等产生重大和深远的影响。
因此，世界主要国家一直把高超声速飞行器研制作为科技发展的最前沿阵地，从人力、物力、财力等各方面给予大力支持。
自20世纪50年代末开始探索超声速燃烧冲压发动机技术以来，经过几十年的探索，美国、俄罗斯、法国、德国、日本、印度和澳大利亚等国在20世纪90年代初陆续取得了技术上的重大突破，并相继进行了地面试验和飞行试验。
这表明高超声速技术从进行概念和原理探索的基础研究阶段，进入了以某种高超声速飞行器为应用背景的先期技术开发阶段。
各国技术开发的主要应用目标近期为高超声速巡航导弹，中期为高超声速飞机，远期为吸气式推进的跨大气层飞行器、空天飞机。
高超声速飞行器技术是21世纪航空航天技术的制高点，也是重要的军民两用技术。
虽然目前仍存在不少技术难题，而且耗费巨大，但从世界各研制国目前的发展势头来看，以超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航导弹有可能在2010年前后问世。
预计到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速飞机和空天飞机也有可能投入使用，并将在军事、政治和经济等领域产生重大影响。
1 美国1.1 Hyper2X计划经过较长时间的研究和实践，美国在高超声速飞行器的设计研制方面积累了丰富的经验。
作为试验性高超声速飞行研究计划，Hyper2X计划是对以往所做工作的一次检验。
Hyper2X计划是美国国家航空航天局(NASA)近年来重点开展的高超声速技术研究计划，主要目的是研究并验证可用于高超声速飞机和可重复使用的天地往返系统的超燃冲压发动机技术，并验证高超声速飞行器的设计方法和试验手段。
1997年1月，NASA与兰利研究中心、德莱顿飞行研究中心签订合同，Hyper2X计划正式启动。
采用吸气式推进的高超声速武器系统发展动态
于 或大 于 ５ ＭＨｚ 进行 高速 巡航 的飞 行 。从飞行 推 进
系 统来 讲 ， 高超 声 速 飞行 包 括火 箭 高 超声 速 系 统 和 吸气 式高超 声速 系统 两种 。虽 然采 用火 箭技术 已可 以使 飞 行器 达 到很 高 的 速度 ， 需 自带燃 料 和 氧 化 但 剂， 有效载 荷小 ， 飞行 成本 高 、 时间短 ， 一般 不能 重 且
ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｔ ｅ ｅ ｏ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｏ ｈｅ ｄ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔ ｎ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｇ ｔ ｓ ｒ ｍｊｔ ｈ ｐ ｒ ｏ ｉ ｗｅ ｐ ｎ ｙｗｏ ｄ ： ｙ ｅ ｓ ｎ ｃ ｌ ｈ ，ｃａ ｅ ， ｙ ｅｓ ｎ ｃ ａ ｏ ｉ
中图分类号 ： ｌ Ｖｌ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｅ ｓ ｏ ｙ ｅ ｓ ｎ ｃ Ｗ ｅ ｐｏ ｉ ｈ ｖ ｌｐ ｎｔＴｒ ｎｄ ｆ Ｈ ｐ ｒ ｏ ｉ ａ ｎｓ Ｕｓ ｎｇ ｔ ｅ Ａｉ ＿ ｒ ａ ｈｉ ｇ Ｐｒ ｐｕ ｓ ｏ ｙ ｔ ｍ ｒ ｂ ｅ ｔ ｎ ｏ ｌｉ ｎ Ｓ ｓ ｅ
了高 超 声 速 飞行 的 概 念 ， 点 介 绍 了 各 主 要 军 事 大 国在 采 用 吸 气 式 推 进 的高 超 声 速 武 器 系 统 方 面 的 相 关 计 划 及 近 期 发 展 动 重
态 ， 后 在 总 结 发 展 特 点 的基 础 上 ， 我 国该 领 域 的研 究 提 出 了一 些 见 解 。 最 对 关 键 词 ： 超 声 速 飞 行 ， 然 冲 压 发 动 机 ， 超 声 速 武 器 高 超 高
复使用 。 采用 吸气式 推进 系统 则无需 自带氧化 剂 ， 而 可 直接 从 大 气 中 吸取 氧 气 ， 行 成 本 低 ， 控 能 力 飞 可 强 ， 全性 好 ， 可长 时 间重复 使 用［ 。采用 吸气式 安 并 ６ ］
国外高超声速飞行器的发展及关键技术
国外高超声速飞行器的发展及关键技术高超声速一般是指流动或飞行的速度超过5倍声速，即马赫数（Ma）大于或等于5。
自20世纪60年代以来，以火箭为动力的高超声速技术已广泛应用于各类导弹和空间飞行器，而目前世界各国正在积极发展另一类以吸气式发动机为动力的高超声速飞行器技术。
吸气式高超声速飞行器飞行时不需要像火箭那样自身携带氧化剂，可以直接从大气中吸取氧气，因而它的航程更远、结构重量更轻、性能更优越。
实际上，吸气式高超声速技术的发展始于20世纪50年代，通过几十年的发展，美国、俄罗斯、法国、德国、日本、印度、澳大利亚等国自20世纪90年代以来已在高超声速技术方面陆续取得了重大进展，并相续进行了地面试验和飞行试验。
高超声速技术已经从概念和原理探索阶段进入了以高超声速巡航导弹、高超声速飞机、跨大气层飞行器和空天飞机为应用背景的先期技术开发阶段。
一、国外高超声速飞行器的发展1.美国美国自20世纪50年代开始研究吸气式高超声速技术。
20世纪80年代中期，美国实施了采用吸气式推进、单级入轨（马赫数25）的国家空天飞机计划（NASP），由于在技术、经费和管理方面遇到了一系列的困难，NASP计划于1995年停止。
尽管如此，NASP计划仍然大大推动了美国高超声速技术的发展，仅美国航空航天局（NASA）兰利研究中心就进行了包括乘波外形一体化和超燃冲压发动机试验在内的近3200次试验。
通过这些试验，美国已经基本上掌握了马赫数小于8的超燃冲压发动机设计技术，并建立了大规模的数据库，从而为实际飞行器的工程设计打下了牢固的技术基础。
从1996年开始，美国对高超声速飞行器技术的发展进行了调整，确立了分阶段逐步发展的思路，降低了近期的发展目标。
目前，美国正在全方位发展高超声速飞行器技术，主要目标是研制马赫数小于8的高超声速巡航导弹（包括海军的高速打击导弹、空军的高超声速巡航导弹和国防高级研究计划局的“可负担得起的快速反应导弹”），同时实施以高超声速飞机为应用背景的高超声速飞行试验计划（Hyper一X）。
高超声速技术的研究进展
高超声速技术的研究进展高超声速技术是一种极为先进的航空技术，其运用于飞行器或导弹中，可以达到超过5倍音速的速度。
这种技术在航空领域具有重要的意义，因为它可以大幅缩短航程，加快侦察和打击的速度，提高作战效率。
以下是高超声速技术的研究进展。
一、高超声速技术的发展历史高超声速技术的发展可以追溯到20世纪50年代，当时美国的NASA开始研究高超声速飞行器。
在60年代，苏联研制出了首架高超声速飞机，引起了世界各国的关注。
在90年代，美国和俄罗斯开始对高超声速导弹的技术进行研究和开发。
二、高超声速技术的关键问题高超声速技术的研究涉及着诸多领域，其中最主要的难点是炉膛温度的控制和气动力的稳定性。
高超声速飞行器的速度非常快，所以需要在飞行过程中经受高温高压的气流，如果不能正确控制温度，则会导致飞行器烧毁。
此外，高超声速飞行器运动时的气流非常不稳定，容易产生剧烈震荡，影响飞行器的稳定性。
为了解决上述问题，科学家们不断地进行研究和开发。
他们采用了新型的材料，以改善炉膛温度的控制；同时，利用计算机模拟技术对高超声速飞行器的气动力进行模拟和优化，以提高气动力的稳定性。
这些技术的不断更新和发展，为高超声速技术的发展奠定了基础。
三、高超声速技术的应用领域高超声速技术在军事和民用领域都有着广泛的应用。
军方利用高超声速技术研制的超音速导弹，可以在短时间内达到目的地，提高打击效果。
同时，高超声速技术在无人机、侦察机和飞行器的研发也得到了广泛的应用，为军方提供了更加便捷，高效的作战方式。
在民用领域，高超声速技术也有着广泛的应用。
长距离的宇宙飞行，需要飞行器速度更快以加速到太空轨道。
此外，利用高超声速技术可以研制出更加高效、安全和环保的航空器，为人们提供更加舒适、快捷、实用的飞行服务。
四、高超声速技术的未来发展高超声速技术的研究和发展还有很长的路要走。
未来，科学家们将继续致力于高超声速技术研究，并结合人工智能等新兴技术，推动高超声速技术的不断进步。
美国高超声速研制的最新进展
美国高超声速研制的最新进展
周军;徐文
【期刊名称】《飞航导弹》
【年(卷),期】2003()1
【总页数】5页(P31-35)
【关键词】美国;高超声速技术;飞行器;超燃冲压发动机;发动机试验
【作者】周军;徐文
【作者单位】航天科工集团公司三院310所
【正文语种】中文
【中图分类】V430
【相关文献】
1.美国吸气式高超声速推进技术最新进展 [J], 张东宝
2.掠过水面的"黑雨燕"美国加快高超声速飞行器的研制计划 [J], 舒天
3.美国高超声速研制计划新进展 [J], 康文
4.美国高超声速导弹武器研制进展及思考 [J], 陈星宇
5.美国将研制可在2h内实施全球打击的高超声速飞行器 [J], 丛敏
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高超音速武器的技术进展与挑战
高超音速武器的技术进展与挑战在当今的军事领域，高超音速武器无疑是一颗耀眼的明星。
它的出现不仅改变了战争的规则，也给各国的国防战略带来了深远的影响。
要深入了解高超音速武器，我们首先得明白什么是高超音速。
一般来说，速度超过 5 倍音速（约合每小时 6125 公里）的飞行物体就被称为高超音速。
在技术进展方面，高超音速武器在动力系统上取得了重要突破。
传统的导弹通常采用火箭发动机，而高超音速武器则采用了更为先进的超燃冲压发动机。
这种发动机能够在高超音速飞行状态下高效工作，为武器提供强大的动力。
其工作原理是让空气在超声速气流中进行燃烧，从而实现更高的推力和效率。
这一技术的突破使得高超音速武器能够在短时间内快速打击远距离目标。
材料科学的进步也为高超音速武器的发展提供了有力支持。
由于高超音速飞行会产生极高的温度和压力，普通材料根本无法承受。
因此，研发出能够耐高温、耐高压、高强度的新型材料成为关键。
目前，一些先进的复合材料和陶瓷材料被应用于高超音速武器的制造，有效提高了武器的性能和可靠性。
制导与控制技术的不断完善也是高超音速武器的一大亮点。
在高速飞行过程中，武器会面临复杂的气动环境和干扰因素，如何实现精确的制导和稳定的控制是一个巨大的挑战。
通过采用先进的传感器、卫星导航系统和智能算法，高超音速武器能够实时调整飞行姿态和轨迹，准确命中目标。
然而，高超音速武器的发展并非一帆风顺，它面临着诸多挑战。
首先是技术复杂性。
高超音速武器涉及到多个学科领域的前沿技术，如空气动力学、热力学、材料科学、控制工程等，要将这些技术整合在一起并实现可靠运行，难度极大。
其次是高昂的研发成本。
从研发试验到装备部队，高超音速武器的整个过程需要投入大量的资金。
这对于一些国家的财政来说是一个沉重的负担。
热防护问题也是一大难题。
高超音速飞行产生的高温会对武器的结构和部件造成严重损害。
如何有效地进行热防护，确保武器在高温环境下的性能和可靠性，是目前尚未完全解决的问题。
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１－ ｍ ，需要进一步增加工作时间。 ５０Ｓ ２
近期研究的重点是不同尺寸模型发动机对点火延滞的影响， 一尺度模型在脉冲和连续风洞中 及同 两
者对燃烧和发动机性能影响。
３ Ｆ 技术一碳氢燃料发动机三维大规模并行Байду номын сангаас算进展，包括反应动力学 Ｄ Ｃ 和引射燃料雾化计算
Ｃ Ｒ Ｃ ＣＤ Ｆ 程序包括了国内外近期所采用的技术， ＡＤ 的 并行效率可达８％ ０６ ， ０ ４９ Ｃ Ｕ非燃烧流动程 （ Ｐ 序） 经进行了Ｈ 和各类碳氢燃料的计算。 ，已 ２ 近期主要进展是点火延滞中的反应动力学的深入研究， 特
沪 矢纂赏等 ０盆刀 尺Ｃ
４机体／ 推进一体化研究
这是当前国内 外在吸气式发动机为动力的主要挑战问 题。Ｃ Ｒ Ｃ Ａ Ｄ 当前正在开展的工作有 ２ 和 － Ｄ ３ 前体一 － Ｄ 进气道的优化设计方法研究。 计算外形可以参数化， Ｆ 程序采用并行Ｐ Ｓ Ｓ ＣＤ Ｎ 和Ｎ 方程， 亦包括 响应面方法， 所有优化计算过程， 包括网格生成都是自 动进行的。 对取得设计方法目 前正在进行实验验
５结束语
虽然 Ｃ Ｒ Ｃ 在高超声速技术上取得了部分进展，但无论是Ｃ Ｄ ＡＤ Ｆ 还是地面设备仍然要不断完善和 发展，进一步发展测量技术以 加深对燃烧过程中复杂物理化学现象的理解。
地面试验和Ｃ Ｄ Ｆ 两者 目 前都无法复现实际的高超声速飞行， 因此仍然需要进行试验和计算的综合分 析研究，这是加速高超声技术有效与可行的方法。 致谢
究进展包括了地面设备、Ｃ Ｄ Ｆ 、模型发动机试验。基于己经取得的进展，目 前正在着手进行机体／ 推进 一体化的研究工作。
２地面设备进展
至今为止在５ 类地面设备上开展了研究并取得了进展。
第一类是 燃烧脉冲风洞， 经过三个阶段 发展流 经从１ｇ ， ｇ ， 量己 Ｋ／ ２ ／ 扩大到 前的 ５ｇ 风 ｓ ５ Ｓ ｋ 且 ４ ／ Ｋ Ｓ（
第 班二属 国淤淤与Ｍ Ｍ ４ ｝ Ｍ｝戈类 ！ ９
Ｃ Ｒ Ｃ高超声速吸气式推进技术近期进展 ＡＤ
乐嘉陵 刘伟雄
（ 中国空气动力研究与发展中 心吸气式高超声速技术实验室 （Ｈ ） 四 Ａ Ｌ ， 川绵阳 ６１ ０ ２０ ） ０
１引言
１８ Ｃ Ｒ Ｃ ９ 年以来，Ａ Ｄ 的高超声速研究取得了 ９ 进展， 其中有些是预计到的， 有些是没有预计到的。 研
研究结果。
第四 类是小型电阻加热风洞，是由 西北工业大学能源学院宋文艳教授领导的研究小组研制完成的。 设备的流量为 １ Ｓ Ｋ ／，总温Ｔ＝００ ， ｇ ｏ１ Ｋ 工作时间大于６ｓ ， ０ ０ ｃ 适合纯空气的燃烧反应动力学的 ｅ 研究和污
染空气对燃烧性能影响研究。 第五类为激波风洞， 适合于纯空气燃饶研究， 试验表明， 工作时间对于常规型反射式激波风洞只有
别用Ｃ Ｒ Ｃ 行建立的 ＰＲ Ｋ ｆ ａ Ｐｃ ｇｆ Ｒｄｃ ｎ ｈ ｉｌ ｔｓ软 ＡＤ 自 Ｓ Ｃ （ ｔ ｒ ａ ａ ｏ ｅ ｔ ｏＣｅ ｃ Ｋ ｅｃ 件进行 化动 Ａ Ｓ ｗ ｅ ｅ ｕｉ ｆ ａ ｉ ｉ） ｏ ｋ ｒ ｏ ｍ ｎ 简
力学研究和实验的对此。 实验测量采用同步辐射光电离飞行时间质谱仪。 另一个主要进展是液体燃料引 射过程中的雾化与蒸发过程计算。一个模型发动机中实际的雾化过程计算表明 在整个点火延滞过程中， 燃料雾化与蒸发过程不到０ ｍ ｏ ． Ｓ ５
十分感谢Ｃ Ｒ Ｃ Ａ Ｄ 吸气式高超声速实验室的有关研究人员的多年勤奋工作，本文介绍的研究进展很 多都是实验室中一些年轻人员完成的。
参考文献
［ Ｌ Ｊｌｇ ｌ Ｓ ｄ ｏ ｍ ｄｌ ｍｅｐｒ ｎａｃｗｔｆ ｌ ｅ ｓ ｅ Ｒ ４ ｃｅｉ ｓ ２ Ｉ ｅ ｉ ｅａ ｔ ｙ ｏｅｓ ａｊ ｅｏｎｎｅ ｕ ｏｋｒ ｅ ＩＭＡ ２０ Ｐｏｅ ｎ ｐｒ ］ ｉ ｎ ｔ ｕ ｎ ｃ ｔ ａ ． ｒ ｆ ｉ ｅ ｆ ｎ Ｃ ｈ ｏ ０ ｒ ｄｇ ａ ， ｔ
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ｐ １０ ｐ ２
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洞出口直径为０ 米） ． ，远行方式更加安全和节省能源与气源。 ６
第二 连续式燃饶风洞 （２ ｉ ２， 计工 类是 １－ｒ ） 设 作时间为 ０ ｃ流量亦为 ５ｇ ， １ａ－ ０ ３ｓ ， ｅ ４Ｋ／ 风洞出口 Ｓ 直径为
０ 米。 ． ６
第三类是电弧加热风洞，工作时间大于３ｓ ，适宜于发动机结构冷却系统研究，目 ０ｃ ｅ 前己 取得初步
证。
飞 器一体 整 性能 （ ｒｐ ｐｌ ｅ ｏ ａ ｅ 在进气通关闭 化的 体 行 ａｏ ｒ ｕｉ ｐｒｒ ｎ ） ｅ －ｏ ｓ ｅ ｍ ｃ ｖ ｆ 情况下己 Ｃ Ｒ Ｃ常规 经在 Ａ Ｄ
高起声速风洞获得了结果。 基于这一数据， 通过Ｃ Ｄ Ｆ 方法可以获得进气道打开有动力和无动力的整体性 能， 从而评估飞行器在轨道中的加速和巡航性能。 前最困难的是带动力条件下的整体性能分析和风洞 目 试验技杖术，需要进一步发展这一方面Ｃ Ｄ Ｆ 和风洞试验技术。