礠景潬是什么意思
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時間:2024-08-17 08:33:05
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礠景潬是什么意思【專家解說】:沖壓噴氣發(fā)動機(jī)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(jī)的設(shè)計,并獲得專利。但當(dāng)時沒有相應(yīng)的助推手段和相應(yīng)材料,只停留在紙面上
【專家解說】:沖壓噴氣發(fā)動機(jī)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(jī)的設(shè)計,并獲得專利。但當(dāng)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(jī)。最初研制出的沖壓發(fā)動機(jī)壽命短、振動大,根本無法在載人飛機(jī)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(jī)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(jī)用在戰(zhàn)斗機(jī)上。1941年,特勞恩飛機(jī)實驗所主任、物理學(xué)家歐根·森格爾博士在呂內(nèi)堡野外進(jìn)行了該類型發(fā)動機(jī)的試驗,但最終未能產(chǎn)生具有實用意義的發(fā)動機(jī)型號。
二戰(zhàn)后沖壓發(fā)動機(jī)得到了極大的發(fā)展,為多種的無人機(jī)、導(dǎo)彈等采用。
沖壓噴氣發(fā)動機(jī)的原理
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沖壓噴氣發(fā)動機(jī)的核心在于“沖壓”兩字。
沖壓發(fā)動機(jī)由進(jìn)氣道(也稱擴(kuò)壓器)、燃燒室、推進(jìn)噴管三部組成,比渦輪噴氣發(fā)動機(jī)簡單得多。沖壓是利用迎面氣流進(jìn)入發(fā)動機(jī)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(jī),是沖壓噴氣發(fā)動機(jī)最大的優(yōu)勢所在。進(jìn)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(kuò)張減速,氣壓和溫度升高后,進(jìn)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(jī)的推力與進(jìn)氣速度有關(guān)。以3倍音速進(jìn)氣時,在地面產(chǎn)生的靜推力可高達(dá)2OO千牛。
沖壓噴氣發(fā)動機(jī)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(jī)以航空煤油為燃料,采用擴(kuò)散形進(jìn)氣道和收斂形噴管,飛行時增壓比不超過1.89。馬赫數(shù)小于O.5時一般無法工作。超音速沖壓發(fā)動機(jī)采用超音速進(jìn)氣道,燃燒室入口為亞音速氣流,采用收斂形或收斂擴(kuò)散形噴管。用航空煤油或烴類作為燃料。推進(jìn)速度為亞音速~6倍音速,用于超音速靶機(jī)和地對空導(dǎo)彈。高超音速沖壓發(fā)動機(jī)使用碳?xì)淙剂匣蛞簹淙剂希且环N新穎的發(fā)動機(jī),飛行馬赫數(shù)高達(dá)5~16。目前尚處于研制階段。前兩類發(fā)動機(jī)統(tǒng)稱為亞音速沖壓發(fā)動機(jī),最后一種稱為超音速沖壓發(fā)動機(jī)。
沖壓噴氣發(fā)動機(jī)原理圖
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沖壓噴氣發(fā)動機(jī)與其他推進(jìn)方式結(jié)合后,衍生了多種有特色的發(fā)動機(jī),如火箭/沖壓組合發(fā)動機(jī)、整體式火箭沖壓發(fā)動機(jī)等。下圖為火箭/沖壓組合發(fā)動機(jī)原理圖:
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沖壓噴氣發(fā)動機(jī)的優(yōu)缺點
沖壓發(fā)動機(jī)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(jī)、靶機(jī)、導(dǎo)彈等低成本或一次性的飛行器。同時由于推重比遠(yuǎn)大于其他類型的噴氣發(fā)動機(jī),非常適合驅(qū)動高超音速飛行器,如空天飛機(jī)、先進(jìn)反艦導(dǎo)彈等。
但沖壓發(fā)動機(jī)沒有壓氣機(jī),就不能在地面靜止情況下啟動,所以不適合作為普通飛機(jī)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(jī)。最常見的助推器為火箭發(fā)動機(jī)。此外也可由其他飛行器掛載僅裝有沖壓發(fā)動機(jī)的飛行器,飛行到一定速度后,再將僅用沖壓發(fā)動機(jī)的飛行器投放。
中國C-101超音速反艦導(dǎo)彈,采用兩臺沖壓發(fā)動機(jī)。圖中顯示了C-101發(fā)射時火箭助推器工作的情景。
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