深冷涡喷火箭组合循环发动机初步分析

为了对国外近年来提出的ＫＬＩＮ循环发动机（深冷涡喷发动机ＤＣＴＪ＋火箭发动机ＬＲＥ）的可实现性进行分析验证,估算了深冷涡喷／火箭组合循环发动机的特性,结合国外文献的研究,认为ＫＬＩＮ循环发动机有效载荷系数高、循环效率高、发展风险小、技术上可近期实现,极具开发和应用前景。     

飞航导弹/涡扇发动机一体化设计-约束分析与任务分析

1引言与火箭发动机相比,涡喷、涡扇发动机在亚声速条件下具有更高的比冲,而且发动机的状态可以调节,因而推力可以改变,所以以涡喷、涡扇发动机为主动力的飞航导弹具有更远的射程,并能够实现更为复杂的飞行弹道。另一方面,由于涡喷、涡扇发动机的特性参数(推力和耗油率)会随飞行     

RBCC-RKT两级入轨飞行器飞行轨迹优化方法

针对火箭基组合循环（RBCC）发动机比冲和推进剂质量流量随飞行条件改变而不断变化的特点,提出了通过增广拉格朗日遗传算法优化飞行器飞行轨迹的方法,在飞行器气动参数和发动机比冲已知、最大飞行动压给定等条件下,进行了火箭基组合循环发动机-液体火箭（RKT）发动机推进的水平起飞两级入轨（TSTO）飞行器飞行轨迹优化计算。研究结果表明：在飞行俯仰角和发动机推进剂质量流量变化范围已知的情况下,利用该方法能够在较好满足给定约束条件的情况下,优化得到飞行俯仰角和发动机流量随时间的变化关系,为飞行轨迹初步设计提供参考。     

空气涡轮火箭发动机热力过程及工作特性

对空气涡轮火箭（Air Turbo Rocket,ATR）发动机国内外研究概况进行了介绍。采用热力循环分析方法对ATR发动机热力过程和发生器温比、压气机压比、涡轮落压比等关键特征参数影响规律进行了分析，在此基础上开展了单组元和双组元推进剂ATR发动机系统和性能仿真研究，将部分结果与试验结果进行了对比。ATR发动机的起动特性和高空特性的理论和试验对比研究表明，ATR发动机在马赫数0～4的爬升包线中能够提供较大的剩余推力，起动时间在5 s以内。这一显著特点，使其在与冲压发动机并联组合后，可以实现高、低速流道的快速切换，从而实现推力连续过度，为宽域组合动力提供了一个新的技术路线。最后总结分析了ATR发动机的技术优势和发展前景，以及ATR发动机在应用方面的问题和思路。通过技术继承、拓展，ATR组合动力是构建新型临近空间超声速和高超声速动力创新技术途径。     

甲烷预冷膨胀循环空气涡轮火箭发动机性能分析

为研究以甲烷燃料为冷却剂的膨胀循环空气涡轮火箭发动机可行性及性能,采用部件法建立了甲烷预冷膨胀循环空气涡轮火箭（Air-Turborocket, ATR）发动机性能评估模型,研究了压气机压比和冷却剂当量比等参数在不同飞行状态下对发动机性能的影响,分析了不同来流工况下发动机正常工作对各部件的性能需求。计算结果表明,通过大于1.0倍当量比甲烷预冷作用,甲烷预冷膨胀循环ATR发动机能在压气机压比低于2.0条件下实现Ma0~4.0速域连续工作,但由于甲烷焓值较低,限制了压气机压比的提升,因此甲烷较低的单位功是限制发动机性能改进的主要因素;甲烷预冷膨胀循环ATR发动机的涡轮功率只有在较高落压比和甲烷压力条件下才能平衡压气机功率需求;冷却循环系统与空气的热力循环匹配问题是各部件协同工作的关键,通过适当选取发动机各部件控制参数,能在Ma0~4.0速域内获得1250~2114s的比冲、70~110s的单位推力和50%的总效率。     

涡喷发动机在模拟高空超音速自由流飞行条件下的排气辐射

本文介绍了在超音速推力风洞模拟高空飞行条件对一个全尺寸涡喷飞机发动机进行排气辐射测量的试验和测试方法，并对测试结果进行了讨论，通过对辐射指数的分析，说明了超音速流对全尺寸涡喷飞机发动机排气辐射的影响情况。     

垂直发射巡弋飞行器总体设计方法研究

垂直发射巡弋飞行器采用由固体火箭发动机与涡喷发动机组合而成的动力系统,飞行器与动力系统一体化设计更为复杂。本文提出双质量迭代算法,通过装药质量与燃油质量的迭代计算实现垂直发射巡弋飞行器总体参数初步设计,对飞行器与动力系统的一体化设计问题进行研究,基于典型任务剖面分析了关键设计参数对于飞行器总体性能的影响规律。结果表明,飞发集成引起的涡喷发动机推力损失系数和固体火箭发动机推重比均会对飞行器总体性能产生重要影响,当推力损失系数在0.2以下时,该系数每提高0.05,起飞质量增大约3%,涡喷发动机的最大推力指标提高约5%。在总体方案设计时应尽可能降低涡喷发动机推力损失系数,并将固体火箭发动机推重比控制在4～8的范围内。     

吸气式空气涡轮冲压发动机的过渡态性能

为计算吸气式空气涡轮冲压(air-turbo-ramjet,ATR)发动机过渡态性能,建立了ATR发动机过渡态模型.通过与传统涡喷发动机供油原则对比得到了ATR发动机供油应遵循的规律,计算得到了给定供油规律下的ATR发动机加减速性能.结果显示ATR发动机在供油规律选择上更加灵活,并能很好地满足喘振裕度的要求.根据ATR发动机自身特点,在补足低转速特性后,本模型可直接模拟ATR发动机起动过程.      

小型涡喷发动机数控调节器的半实物仿真

介绍了某小型涡喷发动机数控调节器的半实物仿真试验系统的设计,以及软件和硬件的试验配置。半实物仿真试验对涡喷发动机控制系统的稳态和瞬态性能进行了校正和验证。试验完成了发动机数控调节器在地面和空中起动、停车功能的检验;自动加、减速功能,稳态调节性能的校正和校验;评价了发动机空中起动,按理论弹道飞行过程的调节性能。最后,给出了部分的仿真试验曲线。      

火箭-冲压发动机推进的单级人轨飞行器引人注目

将来空间运输的许多计划曾对先进的氢和碳氢发动机用于单级入(SSTD)轨进行了广泛的研究.另外,空气喷气发动机具有比火箭发动机高得多的比冲特性,用它作为将来空间运输体系的动力一直就有浓厚的兴趣.最近,英国航天局的HOTOL-计划就采用了这种动力装置.不久的将来,用火箭-空气喷气发动机推进系统发射飞行器具有极大的潜力.     

NASA将把高度机密的D-21高超音速无人侦察机用于航天飞机试验

美国宇航局正在重新起用一直高度保密的Ｄ一２１超音速无人侦察机，将它用作可重复使用的航天飞机（ＲＬＶ）的推进装置的试验飞行器。Ｄ一２１最初是在６０年代中期由洛克希德公司的“臭鼬工程队”和美国空军为美国中央情报局战略侦察任务研制的。它是一种３．３倍音速的以冲压喷气发动机为动力的侦察机，１９６６年从ＳＥ一７１侦察机的前身——ＹＦ—１２战斗机的Ｍ一１２型飞机背上首次发射升空，但在１９７１年以后再也没有飞行过。现在美国宇航局打算在Ｄ－２１上改装一台革命性的空气喷气推进系统，即一种基于火箭的组合循环发动机（…     

超级计算机应用于空气涡轮冲压发动机研究

美国空气喷气通用公司决定在今后五年内向圣地亚哥(San Diego)计算机中心投资一亿美元,用该中心的设备试验高超音速飞机的推进系统,并研究卫星传感器系统.据该公司透露,他们正在研究空气涡轮冲压发动机(ATR)推进系统,这种推进系统已经     

NASA试验磁悬浮系统

这种系统除进行火箭发动机和空气喷气推进系统试验外，还在进行磁悬浮系统的方案试验。它将用作未来可重复使用的运载火箭发射的地面助推器，并将减小航天器的尺寸和减少将有效载荷送入预定轨道所需的推进剂。今年初磁悬浮系统的试验将集中在新的阶段，试验工作在马歇尔航天飞行中心和劳伦斯弗莫尔国家试验室进行。通过采用磁悬浮系统的轨道可在２ｇ加速度情况下使其初始发射速度达到６４３－９６５千米／小时。研究人员认为他们能研究出一种比自带推进剂并具有相当有效载荷的航天器小２０％的有翼航天器。下一步工作是到２００４－２００５…     

用导弹模拟器诱喘的飞行试验

本试验是研究双轴涡喷发动机工作稳定性的飞行试验的一部分。在飞行试验台上,采用击发导弹模拟器的方法,造成发动机进口温度畸变,并通过动态测量参数,研究发动机不稳定工作。试验是在不同的飞行和发动机状态,以及模拟器装药不同的条件下进行的。全部试验,发动机均经受了喘振,除四次因喘振过程瞬时降油退喘外,其余均因喘振停车。     

某型涡喷发动机断接加力故障探究

依据某型涡喷发动机断接加力过程中出现的故障现象,结合飞机与涡喷发动机特性,分析该型涡喷发动机断接加力故障产生的原因,阐述了涡喷发动机断接加力问题的解决方法,对发动机的调试、飞行具有很好指导作用。     

涡轮喷气发动机在高空台上的排气反压模拟试验技术

介绍涡轮喷气发动机在高空模拟试车台上的排气反压模拟试验技术，并详述了提高涡喷发动机高空模拟高度的若干措施。利用这些试验技术，已成功地进行了数百次涡喷发动机高空模拟试验。     

吸气式火箭发动机的改进

ＮＡＳＡ称 ,航空喷气发动机公司和洛克达因公司通过地面试验 ,验证了实验型吸气式火箭发动机的低速性能得到改善。这种火箭基组合循环 (ＲＢＣＣ)发动机将作为未来“第三代”可重复使用运载火箭的动力。在低速时 ,ＲＢＣＣ作为装在函道内的火箭发动机 ,速度逐渐提升时再向吸气式冲压和超燃冲压发动机转换 ,然后作为传统的火箭发动机推进飞行器离开地球大气层。一半的飞行都由吸气式推进进行 ,这样就减少了飞行器所携带的氧 ,减轻了发射重量 ,降低了发射成本。最近的一些试验评估了实验型发动机改进的方面 :改进了空气加力火箭模态时的性能 …     

某涡喷发动机防喘控制的试验研究

介绍了某涡喷发动机针对武器发射的防喘控制系统的试验研究,包括发动机在进口温度瞬变条件下稳定工作边界的试验、短时增稳防喘系统控制规律的优化、飞行试验验证和对试验结果的初步分析。     

固体火箭冲压发动机的应用前景

固体火箭冲压发动机具有冲压式发动机的一般优点:长距离飞行、维持超音速、甚至在飞行终端阶段都能实现高g机动飞行.当从后勤方面考虑液体冲压发动机不适用时,和固体冲压发动机的性能及机动性不能满足要求时,固体火箭冲压发动机则具有明显的优势.由于它的能量高、可靠性好,因而非常适合于军事用途.在下一代、长距离战术导弹中,固体火箭冲压发动机的应用具有广阔的前景.在美国和苏联进行了一系列的飞行试验后,七十年代后期和八十年代初,法国和西德又分别进行了多次飞行试验.据透露,日本也将在1986年10月前后进行飞行试验.研制工作很活跃.     

发展中的航空航天部第三十一研究所

航空航天部第三十一研究所创建于1962年,随着我国国防建设事业的发展,目前已发展成为冲压发动机、固体火箭发动机、固体火箭-冲压发动机、弹用涡喷涡扇发动机等研究、设计、试验和小批量生产的综合性战术导弹动力装置研究所.全所职工千余人,其中研究员、高级工程师300余名,工程师300余名并有国家级有贡献的科学家.经国务院批准为航空发动机、火箭发动机专业硕士学位授予权单位.