飛機發(fā)動機原理——沖壓噴氣發(fā)動機

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1、飛機發(fā)動機原理——沖壓噴氣發(fā)動機2006年11月25日沖壓噴氣發(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(dǎo)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

2、了該類型發(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”兩字。?沖壓發(fā)動機由進氣道（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。這一過程不需要高速旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜的壓氣機，是沖壓噴氣發(fā)動機最大的優(yōu)勢所在。進氣速度為3倍音速時，理論上可使空氣壓力提高37倍，效率很高。高速氣流經(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。燃燒后溫度為2000一2200℃，甚至更高，經(jīng)膨脹加速，由噴口高速排出，產(chǎn)生推力。因此，沖壓發(fā)動機的推力與進氣速度有關(guān)。以3倍音速進氣

3、時，在地面產(chǎn)生的靜推力可高達200千牛。沖壓噴氣發(fā)動機原理圖???????沖壓噴氣發(fā)動機與其他推進方式結(jié)合后，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。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。?超音速沖壓發(fā)動機????????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

4、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(dǎo)彈（一般與固體火箭發(fā)動機相配合）。由于超音速沖壓發(fā)動機的燃燒室入口為亞音速氣流，也可稱為亞音速沖壓發(fā)動機。??高超音速沖壓發(fā)動機??????這種發(fā)動機燃燒在超音速下進行，使用碳氫燃料或液氫燃料，飛行馬赫數(shù)高達5～16，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噴嘴和和點火裝置的筒子。因此常用于無人機、靶機、導(dǎo)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(dǎo)彈

5、等。?但沖壓發(fā)動機沒有壓氣機，就不能在地面靜止情況下啟動，所以不適合作為普通飛機的動力裝置。通常的解決方法是增加一個助推器，使飛行器獲得一定的飛行速度，然后再啟動沖壓發(fā)動機。最常見的助推器為火箭發(fā)動機。此外也可由其他飛行器掛載僅裝有沖壓發(fā)動機的飛行器，飛行到一定速度后，再將僅用沖壓發(fā)動機的飛行器投放。?澳大利亞1993年研制的先進沖壓發(fā)動機外形