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使用液體推進劑燃?xì)獍l(fā)生器的火箭沖壓發(fā)動機。由進氣道、液體推進劑燃?xì)獍l(fā)生器、燃料箱和供應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、補燃室、尾噴管組成。使用富燃料(貧氧)液體推進劑的燃?xì)獍l(fā)生器(火箭室)提供高溫富燃料燃?xì)?,將沖壓空氣流引射、增壓,并在補燃室中摻混、補充燃燒。液體推進劑可以使用富燃料單組元自燃燃料,也可以使用雙組元推進劑,在一定范圍內(nèi)改變?nèi)紵业挠嘌跸禂?shù)、空氣/燃料的化學(xué)當(dāng)量比和空氣加熱比,較靈活地調(diào)節(jié)發(fā)動機參數(shù),以改善發(fā)動機推力一經(jīng)濟特性。液體火箭沖壓發(fā)動機的優(yōu)點是比沖較高、推力可調(diào)節(jié),缺點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。液體火箭沖壓發(fā)動機除適用于工作范圍較寬的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈外,由于可以較長時間工作,可發(fā)展為高超聲速飛行和航天運輸需要的工作范圍寬廣的可變模態(tài)火箭沖壓復(fù)合循環(huán)發(fā)動機方案。國外固體沖壓發(fā)動機技術(shù)研究與發(fā)展?fàn)顩r 1 前言  目前飛航式導(dǎo)彈正在向超音速和高超音速(Ma>4~8),中高空(H>15~40km),超低空(H<100~300m)和中遠(yuǎn)程(L>100km)方向發(fā)展,這樣就進入了沖壓發(fā)動機最佳工作領(lǐng)域。固體火箭沖壓發(fā)動機是沖壓發(fā)動機中的一種,燃燒室中的貧氧燃?xì)庥晒腆w燃料的燃燒提供。由于其成本低、易儲存、結(jié)構(gòu)緊湊簡單等突出優(yōu)點,是彈用沖壓發(fā)動機的一種優(yōu)選方案,受到各國的重視,研制活動非?;钴S。前蘇聯(lián)采用固沖發(fā)動機的SAM-6地空導(dǎo)彈已于1967年服役,目前各國還有許多在研型號。固體沖壓發(fā)動機一般分為固體推進劑管道式?jīng)_壓發(fā)動機(Solid Ducted Rocket,簡稱SDR);固體燃料沖壓發(fā)動機(Solid Fuel Ramjet,簡稱SFRJ);固體燃料超音速燃燒沖壓發(fā)動機(Solid Fuel Scramjet,簡稱Scramjet)。2 SDR的研究狀況及關(guān)鍵技術(shù)[1~19]  固體推進劑管道式?jīng)_壓發(fā)動機(SDR)又稱為固體燃?xì)獍l(fā)生器沖壓發(fā)動機,結(jié)構(gòu)如圖1。稱為燃?xì)獍l(fā)生器的主燃燒室內(nèi),貧氧固體燃料經(jīng)預(yù)燃?xì)饣筛蝗既紵a(chǎn)物,排入沖壓燃燒室(或稱補燃室),與從進氣道引入的空氣(富氧)混合補燃,二次燃燒產(chǎn)物從噴管排出,產(chǎn)生推力。因僅用吸氣式發(fā)動機不能零速起動,故沖壓燃燒室同時用作助推器,助推藥柱燃完后助推噴管拋掉,導(dǎo)彈加速到超音速,并轉(zhuǎn)換到?jīng)_壓工作狀態(tài)。燃?xì)獍l(fā)生器通常有兩種構(gòu)型。一種是壅塞式,發(fā)生器工作壓強由一個或多個噴管(或燃?xì)忾y)控制。另一種是非壅塞式,燃燒室間沒有壅塞式截流器,燃?xì)獍l(fā)生器燃燒產(chǎn)物通過噴注器直接流入補燃室,其中的工作壓強接近于補燃室壓強,由導(dǎo)彈的飛行速度和高度決定。縮比試驗表明,硼的燃燒效率隨燃?xì)獍l(fā)生器中的壓強與補燃室中壓強之比以及空氣溫度的升高而增加,因此,同樣條件下壅塞式略優(yōu)于非壅塞式,但低空飛行條件下非壅塞式因結(jié)構(gòu)簡單而更為有效。另外,不管采取那種形式,隨導(dǎo)彈的飛行高度和速度的不同,要維持一定的空/燃比和調(diào)節(jié)推力,就需要進行發(fā)生器流量的調(diào)節(jié),兩種構(gòu)形其調(diào)節(jié)方法和機理是有差異的。2。1 SDR的研究和發(fā)展?fàn)顩r  一般來說,SDR的推進性能不如液體燃料沖壓發(fā)動機和固體燃料沖壓發(fā)動機(SFRJ),但由于技術(shù)成熟,靈活性好,工作相對簡單,目前對SDR的研究較多。六十年代前蘇聯(lián)首先在防空導(dǎo)彈SA-6上使用了碳?xì)淙剂险w式SDR,美、德、法等國也積極開展SDR技術(shù)的研究項目,為其在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。a.美國  作為對先進中程空對空導(dǎo)彈(AMRAAM)推進技術(shù)的改進,美國空軍于1976年開始評估SDR在戰(zhàn)術(shù)空對空導(dǎo)彈上的應(yīng)用。  70年代后期,空軍火箭推進試驗室和噴氣推進試驗室發(fā)起了新型空對空導(dǎo)彈技術(shù)計劃,旨在發(fā)展無噴管助推器用的推進劑、快速可燃?xì)怏w發(fā)生器推進劑和沖壓燃燒室技術(shù)?!?1979年,噴氣推進實驗室進行固體燃料管道沖壓發(fā)動機-推進技術(shù)驗證計劃(DR-PTV)。目的是把選出的SDR發(fā)動機構(gòu)型結(jié)合到一個試驗飛行器中,來滿足先進中程空對空導(dǎo)彈AIM-120的設(shè)計和對接要求。該發(fā)動機使用固定流量氣體發(fā)生器,采用Arcadene 399燃料,貧氧燃?xì)膺M入具有雙進氣道的沖壓燃燒室中。對直連式和自由射流式發(fā)動機進行了試驗,以驗證主發(fā)動機和助推-巡航的轉(zhuǎn)換性能,研制了無噴管助推器。 80年代初,空軍開始對戰(zhàn)術(shù)空對空導(dǎo)彈使用可變流量氣體發(fā)生器進行評估,并開發(fā)燃?xì)獍l(fā)生器燃料和可變流系統(tǒng)的調(diào)控方法。目的是在5年之內(nèi)發(fā)展成一個可供飛行的推進系統(tǒng),用于先進中程空對空導(dǎo)彈(AIM-120)中,進行后續(xù)計劃的飛行試驗?!?b。德國  德國1973年開始研制硼基推進劑在SDR中的應(yīng)用,先后研制EFT型實驗導(dǎo)彈(1973~1975)、ASSM(1975~1980)、ANS預(yù)研型號(1981~1987)等以SDR為動力的導(dǎo)彈。  ANS反艦導(dǎo)彈的動力裝置由MBB公司研制,采用整體式SDR。固體助推器藥柱直徑為330mm,藥型為星形,推進劑為CTPB,采用可拋式噴管;沖壓發(fā)動機藥柱直徑為330mm,長3200mm,質(zhì)量為180~200kg,端面燃燒,推進劑采用PB632-253配方(含硼量為40%的貧氧丁羥),噴管喉部面積可調(diào)。固體火箭沖壓發(fā)動機在未來戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上的應(yīng)用具有很大的潛力,國外許多先進國家對此進行了大量的研究與開發(fā),在技術(shù)上取得了較大的進展,但由于其技術(shù)復(fù)雜性,在許多方面還有待進行大量的研究工作。。

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目前飛航式導(dǎo)彈正在向超音速和高超音速(Ma>4~8),中高空(H>15~40km),超低空(H<100~300m)和中遠(yuǎn)程(L>100km)方向發(fā)展,這樣就進入了沖壓發(fā)動機最佳工作領(lǐng)域。固體火箭沖壓發(fā)動機是沖壓發(fā)動機中的一種,燃燒室中的貧氧燃?xì)庥晒腆w燃料的燃燒提供。由于其成本低、易儲存、結(jié)構(gòu)緊湊簡單等突出優(yōu)點,是彈用沖壓發(fā)動機的一種優(yōu)選方案,受到各國的重視,研制活動非?;钴S。前蘇聯(lián)采用固沖發(fā)動機的SAM-6地空導(dǎo)彈已于1967年服役,目前各國還有許多在研型號。固體沖壓發(fā)動機一般分為固體推進劑管道式?jīng)_壓發(fā)動機(Solid Ducted Rocket,簡稱SDR);固體燃料沖壓發(fā)動機(Solid Fuel Ramjet,簡稱SFRJ);固體燃料超音速燃燒沖壓發(fā)動機(Solid Fuel Scramjet,簡稱Scramjet)。 2 SDR的研究狀況及關(guān)鍵技術(shù)[1~19]  固體推進劑管道式?jīng)_壓發(fā)動機(SDR)又稱為固體燃?xì)獍l(fā)生器沖壓發(fā)動機,結(jié)構(gòu)如圖1。稱為燃?xì)獍l(fā)生器的主燃燒室內(nèi),貧氧固體燃料經(jīng)預(yù)燃?xì)饣筛蝗既紵a(chǎn)物,排入沖壓燃燒室(或稱補燃室),與從進氣道引入的空氣(富氧)混合補燃,二次燃燒產(chǎn)物從噴管排出,產(chǎn)生推力。因僅用吸氣式發(fā)動機不能零速起動,故沖壓燃燒室同時用作助推器,助推藥柱燃完后助推噴管拋掉,導(dǎo)彈加速到超音速,并轉(zhuǎn)換到?jīng)_壓工作狀態(tài)。燃?xì)獍l(fā)生器通常有兩種構(gòu)型。一種是壅塞式,發(fā)生器工作壓強由一個或多個噴管(或燃?xì)忾y)控制。另一種是非壅塞式,燃燒室間沒有壅塞式截流器,燃?xì)獍l(fā)生器燃燒產(chǎn)物通過噴注器直接流入補燃室,其中的工作壓強接近于補燃室壓強,由導(dǎo)彈的飛行速度和高度決定。縮比試驗表明,硼的燃燒效率隨燃?xì)獍l(fā)生器中的壓強與補燃室中壓強之比以及空氣溫度的升高而增加,因此,同樣條件下壅塞式略優(yōu)于非壅塞式,但低空飛行條件下非壅塞式因結(jié)構(gòu)簡單而更為有效。另外,不管采取那種形式,隨導(dǎo)彈的飛行高度和速度的不同,要維持一定的空/燃比和調(diào)節(jié)推力,就需要進行發(fā)生器流量的調(diào)節(jié),兩種構(gòu)形其調(diào)節(jié)方法和機理是有差異的。2。1 SDR的研究和發(fā)展?fàn)顩r  一般來說,SDR的推進性能不如液體燃料沖壓發(fā)動機和固體燃料沖壓發(fā)動機(SFRJ),但由于技術(shù)成熟,靈活性好,工作相對簡單,目前對SDR的研究較多。六十年代前蘇聯(lián)首先在防空導(dǎo)彈SA-6上使用了碳?xì)淙剂险w式SDR,美、德、法等國也積極開展SDR技術(shù)的研究項目,為其在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。 a.美國  作為對先進中程空對空導(dǎo)彈(AMRAAM)推進技術(shù)的改進,美國空軍于1976年開始評估SDR在戰(zhàn)術(shù)空對空導(dǎo)彈上的應(yīng)用。  70年代后期,空軍火箭推進試驗室和噴氣推進試驗室發(fā)起了新型空對空導(dǎo)彈技術(shù)計劃,旨在發(fā)展無噴管助推器用的推進劑、快速可燃?xì)怏w發(fā)生器推進劑和沖壓燃燒室技術(shù)?!? 1979年,噴氣推進實驗室進行固體燃料管道沖壓發(fā)動機-推進技術(shù)驗證計劃(DR-PTV)。目的是把選出的SDR發(fā)動機構(gòu)型結(jié)合到一個試驗飛行器中,來滿足先進中程空對空導(dǎo)彈AIM-120的設(shè)計和對接要求。該發(fā)動機使用固定流量氣體發(fā)生器,采用Arcadene 399燃料,貧氧燃?xì)膺M入具有雙進氣道的沖壓燃燒室中。對直連式和自由射流式發(fā)動機進行了試驗,以驗證主發(fā)動機和助推-巡航的轉(zhuǎn)換性能,研制了無噴管助推器。  80年代初,空軍開始對戰(zhàn)術(shù)空對空導(dǎo)彈使用可變流量氣體發(fā)生器進行評估,并開發(fā)燃?xì)獍l(fā)生器燃料和可變流系統(tǒng)的調(diào)控方法。目的是在5年之內(nèi)發(fā)展成一個可供飛行的推進系統(tǒng),用于先進中程空對空導(dǎo)彈(AIM-120)中,進行后續(xù)計劃的飛行試驗。   b。德國  德國1973年開始研制硼基推進劑在SDR中的應(yīng)用,先后研制EFT型實驗導(dǎo)彈(1973~1975)、ASSM(1975~1980)、ANS預(yù)研型號(1981~1987)等以SDR為動力的導(dǎo)彈?! NS反艦導(dǎo)彈的動力裝置由MBB公司研制,采用整體式SDR。固體助推器藥柱直徑為330mm,藥型為星形,推進劑為CTPB,采用可拋式噴管;沖壓發(fā)動機藥柱直徑為330mm,長3200mm,質(zhì)量為180~200kg,端面燃燒,推進劑采用PB632-253配方(含硼量為40%的貧氧丁羥),噴管喉部面積可調(diào)?! NS燃?xì)獍l(fā)生器推進劑的特點是燃料調(diào)節(jié)比較高,為1∶4~4。5,其燃燒放熱值約3400kJ/kg,理論比沖為10000~11000N?s/kg,密度為1。7g/cm3,燃燒效率極高(>80%)?! NS調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)采用優(yōu)化的滑環(huán)閥,減少了氣流損失和沉積,多次實驗結(jié)果表明,燃?xì)獍l(fā)生器的調(diào)節(jié)性能極好。 c.法國  法國從1974年以來進行了壅塞式SDR和非壅塞式SDR的研究工作,在推進劑方面也進行了大量研究。目前法國SDR的研究主要集中在Rustic管道式?jīng)_壓發(fā)動機上,其燃?xì)獍l(fā)生器為非壅塞式。這種推進系統(tǒng)已進行了飛行試驗,可用作近程空-空、空-地、地-空導(dǎo)彈的動力裝置。:)。

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液體火箭沖壓發(fā)動機作者:佚名 轉(zhuǎn)貼自:本站原創(chuàng) 點擊數(shù):68  使用液體推進劑燃?xì)獍l(fā)生器的火箭沖壓發(fā)動機。由進氣道、液體推進劑燃?xì)獍l(fā)生器、燃料箱和供應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、補燃室、尾噴管組成。使用富燃料(貧氧)液體推進劑的燃?xì)獍l(fā)生器(火箭室)提供高溫富燃料燃?xì)?,將沖壓空氣流引射、增壓,并在補燃室中摻混、補充燃燒。液體推進劑可以使用富燃料單組元自燃燃料,也可以使用雙組元推進劑,在一定范圍內(nèi)改變?nèi)紵业挠嘌跸禂?shù)、空氣/燃料的化學(xué)當(dāng)量比和空氣加熱比,較靈活地調(diào)節(jié)發(fā)動機參數(shù),以改善發(fā)動機推力一經(jīng)濟特性。液體火箭沖壓發(fā)動機的優(yōu)點是比沖較高、推力可調(diào)節(jié),缺點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。液體火箭沖壓發(fā)動機除適用于工作范圍較寬的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈外,由于可以較長時間工作,可發(fā)展為高超聲速飛行和航天運輸需要的工作范圍寬廣的可變模態(tài)火箭沖壓復(fù)合循環(huán)發(fā)動機方案。 國外固體沖壓發(fā)動機技術(shù)研究與發(fā)展?fàn)顩r 1 前言  目前飛航式導(dǎo)彈正在向超音速和高超音速(Ma>4~8),中高空(H>15~40km),超低空(H<100~300m)和中遠(yuǎn)程(L>100km)方向發(fā)展,這樣就進入了沖壓發(fā)動機最佳工作領(lǐng)域。固體火箭沖壓發(fā)動機是沖壓發(fā)動機中的一種,燃燒室中的貧氧燃?xì)庥晒腆w燃料的燃燒提供。由于其成本低、易儲存、結(jié)構(gòu)緊湊簡單等突出優(yōu)點,是彈用沖壓發(fā)動機的一種優(yōu)選方案,受到各國的重視,研制活動非?;钴S。前蘇聯(lián)采用固沖發(fā)動機的SAM-6地空導(dǎo)彈已于1967年服役,目前各國還有許多在研型號。固體沖壓發(fā)動機一般分為固體推進劑管道式?jīng)_壓發(fā)動機(Solid Ducted Rocket,簡稱SDR);固體燃料沖壓發(fā)動機(Solid Fuel Ramjet,簡稱SFRJ);固體燃料超音速燃燒沖壓發(fā)動機(Solid Fuel Scramjet,簡稱Scramjet)。 2 SDR的研究狀況及關(guān)鍵技術(shù)[1~19]  固體推進劑管道式?jīng)_壓發(fā)動機(SDR)又稱為固體燃?xì)獍l(fā)生器沖壓發(fā)動機,結(jié)構(gòu)如圖1。稱為燃?xì)獍l(fā)生器的主燃燒室內(nèi),貧氧固體燃料經(jīng)預(yù)燃?xì)饣筛蝗既紵a(chǎn)物,排入沖壓燃燒室(或稱補燃室),與從進氣道引入的空氣(富氧)混合補燃,二次燃燒產(chǎn)物從噴管排出,產(chǎn)生推力。因僅用吸氣式發(fā)動機不能零速起動,故沖壓燃燒室同時用作助推器,助推藥柱燃完后助推噴管拋掉,導(dǎo)彈加速到超音速,并轉(zhuǎn)換到?jīng)_壓工作狀態(tài)。燃?xì)獍l(fā)生器通常有兩種構(gòu)型。一種是壅塞式,發(fā)生器工作壓強由一個或多個噴管(或燃?xì)忾y)控制。另一種是非壅塞式,燃燒室間沒有壅塞式截流器,燃?xì)獍l(fā)生器燃燒產(chǎn)物通過噴注器直接流入補燃室,其中的工作壓強接近于補燃室壓強,由導(dǎo)彈的飛行速度和高度決定??s比試驗表明,硼的燃燒效率隨燃?xì)獍l(fā)生器中的壓強與補燃室中壓強之比以及空氣溫度的升高而增加,因此,同樣條件下壅塞式略優(yōu)于非壅塞式,但低空飛行條件下非壅塞式因結(jié)構(gòu)簡單而更為有效。另外,不管采取那種形式,隨導(dǎo)彈的飛行高度和速度的不同,要維持一定的空/燃比和調(diào)節(jié)推力,就需要進行發(fā)生器流量的調(diào)節(jié),兩種構(gòu)形其調(diào)節(jié)方法和機理是有差異的。2。1 SDR的研究和發(fā)展?fàn)顩r  一般來說,SDR的推進性能不如液體燃料沖壓發(fā)動機和固體燃料沖壓發(fā)動機(SFRJ),但由于技術(shù)成熟,靈活性好,工作相對簡單,目前對SDR的研究較多。六十年代前蘇聯(lián)首先在防空導(dǎo)彈SA-6上使用了碳?xì)淙剂险w式SDR,美、德、法等國也積極開展SDR技術(shù)的研究項目,為其在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。 a.美國  作為對先進中程空對空導(dǎo)彈(AMRAAM)推進技術(shù)的改進,美國空軍于1976年開始評估SDR在戰(zhàn)術(shù)空對空導(dǎo)彈上的應(yīng)用?!? 70年代后期,空軍火箭推進試驗室和噴氣推進試驗室發(fā)起了新型空對空導(dǎo)彈技術(shù)計劃,旨在發(fā)展無噴管助推器用的推進劑、快速可燃?xì)怏w發(fā)生器推進劑和沖壓燃燒室技術(shù)?!? 1979年,噴氣推進實驗室進行固體燃料管道沖壓發(fā)動機-推進技術(shù)驗證計劃(DR-PTV)。目的是把選出的SDR發(fā)動機構(gòu)型結(jié)合到一個試驗飛行器中,來滿足先進中程空對空導(dǎo)彈AIM-120的設(shè)計和對接要求。該發(fā)動機使用固定流量氣體發(fā)生器,采用Arcadene 399燃料,貧氧燃?xì)膺M入具有雙進氣道的沖壓燃燒室中。對直連式和自由射流式發(fā)動機進行了試驗,以驗證主發(fā)動機和助推-巡航的轉(zhuǎn)換性能,研制了無噴管助推器。  80年代初,空軍開始對戰(zhàn)術(shù)空對空導(dǎo)彈使用可變流量氣體發(fā)生器進行評估,并開發(fā)燃?xì)獍l(fā)生器燃料和可變流系統(tǒng)的調(diào)控方法。目的是在5年之內(nèi)發(fā)展成一個可供飛行的推進系統(tǒng),用于先進中程空對空導(dǎo)彈(AIM-120)中,進行后續(xù)計劃的飛行試驗。   b。德國  德國1973年開始研制硼基推進劑在SDR中的應(yīng)用,先后研制EFT型實驗導(dǎo)彈(1973~1975)、ASSM(1975~1980)、ANS預(yù)研型號(1981~1987)等以SDR為動力的導(dǎo)彈?! NS反艦導(dǎo)彈的動力裝置由MBB公司研制,采用整體式SDR。固體助推器藥柱直徑為330mm,藥型為星形,推進劑為CTPB,采用可拋式噴管;沖壓發(fā)動機藥柱直徑為330mm,長3200mm,質(zhì)量為180~200kg,端面燃燒,推進劑采用PB632-253配方(含硼量為40%的貧氧丁羥),噴管喉部面積可調(diào)。 固體火箭沖壓發(fā)動機在未來戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上的應(yīng)用具有很大的潛力,國外許多先進國家對此進行了大量的研究與開發(fā),在技術(shù)上取得了較大的進展,但由于其技術(shù)復(fù)雜性,在許多方面還有待進行大量的研究工作。。