突破燃烧音障--高超音速飞行技术研究重现生机

年晚些时候，美国航宇局的 Ｘ－４３高超×高超音速试验飞行器将进行首次飞行试验。如果成功，这种涂成一身黑、形状有些像冲浪板的飞行器将打破３０多年前由Ｘ－１５火箭飞机创造的纪录，成为世界上飞得最快的飞机，同时也将给高超音速飞行技术研究带来新的希望。Ｘ－１５当年使用的是火箭动力，这到了６．７马赫的速度。与之不同的是，Ｘ－４３将采用一种吸气式的推进装置，称为超音速燃烧冲压喷气发动机（简称“超燃冲压发动机”），首次飞行速度就将这到７马赫。迄今为止，已提出的绝大多数高超音速飞行器都把希望寄托在了这种新式动力装置上。     

美空军试飞高招音速飞行器

美国空军5月26日试射了X-51A“驮波者”高超音速飞行器。试飞持续了200多秒．其中超音速燃烧冲压喷气发动机工作140秒．是迄今持续时间最长的一次以超燃冲压发动机为动力的高超音速飞行。此前的纪录是12秒．是由NASA的X-43试验机创下的。     

烃燃料超燃冲压发动机在美首次试飞

美国阿联特技术系统公司（ATK）、国防高级研究项目局（DARPA）和海军研究办公室（ONR）去年12月10日在沃洛普斯岛成功试飞了一种超燃冲压动力飞行器。这是采用液烃燃料的超燃冲压动力飞行器首次进行自由飞行。此次试飞是由DARPA和ONR出资的“自由飞行大气超燃冲压发动机试验技术”（FASTT）计划的一部分。飞行器由ATK公司设计建造。此前该公司还建造了氢燃料X-43A超燃冲压动力飞行器．而X-43A在2004年11月的试飞中创下了将近10马赫的有动力飞行速度世界纪录。公司官员称。ATK公司高超音速飞行计划旨在发展先进的高超音速武器。本次试验用的飞行器长约2．7米。直径约0．28米。采用JP-10燃料。在超过18.3公里的高空与助推火箭分离后．超燃冲压发动机点火工作．将飞行器加速到了约5．5马赫的速度。该超燃冲压动力飞行器飞行了至少15秒．随后溅落到海上。     

国外高超音速飞行器现状及有关工艺技术研究

可重复使用航天发射器和高超音速飞行器技术的开发是美国等西方国家新一代导弹武器、新型航天运载器研究开发的重点.介绍了美国高超音速导弹与再入飞行器的开发情况,叙述了高超音速飞行器试验机X-43A的制造过程,分析了高超音速飞行器热结构工艺.     

液体冲压发动机技术发展趋势和方向

液体冲压发动机是超声速巡航导弹和无人驾驶飞行器的理想动力装置,各军事大国都在积极研究液体亚燃/超燃冲压发动机技术。对国外液体亚燃/超燃冲压发动机的研制历程进行了回顾和论述,提出了冲压发动机技术发展的主要方向和趋势。     

美国X-30空天飞机研制概况

美国政府和工业界的研究人员正在为研制X—30国家空天飞机（NASP）寻求新的冷却技术和轻型高温材料。 研制中的X—30是载人单级人轨飞行器,它能从一般跑道上起飞和着陆。该空天飞机以高超音速巡航,它的动力装置是以氢为燃料的超音速燃烧冲压式发动机。     

德国研究森格尔的技术试验飞行器

德国MBB公司正在研究一种速度为M5.5的试验用飞机,准备用它来验证森格尔双级入轨空间运输系统高超音速第一级所需的技术。这种称为“高超音速技术试验飞行器”(Hytex)的飞机的初步可行性研究工作已经结束,首次飞行定在1998年进行。 根据目前的设想,Hytex长约23米,高约6.3米,翼展约为9.3米。它将水平起降,起飞重量约为20吨。 Hytex 飞行器将采用涡轮冲压发动机作为动力装置。目前正在研制的这种发动机在以涡扇方式工作时使用航空煤油作燃料,而在以冲压方式工作时则使用氢     

吸热型碳氢燃料研究进展

吸热型碳氢燃料是新型的高超音速飞行器超然冲压发动机用燃料,本文介绍了国内外对它的研究、应用以及发展趋势,重点从蒸汽重整、催化脱氢和裂解反应这三个方向论述了吸热型碳氢燃料的裂解和吸热过程研究情况.     

滑跃式高超音速巡航飞行器设计初步研究

在分析国外滑跃式高超音速巡航飞行器的发展现状基础上,提出了高超音速巡航飞行器的概念设计,对滑跃式高超音速巡航飞行器总体方案提出了设想。选择乘波构型建立了滑跃式高超音速巡航飞行器的气动布局,采用Euler方程数值解法Dahlem-Buck公式和切楔法对气动布局的亚、跨、超、高超音速气动特性进行了计算分析。由结果可见,建立的气动布局可满足总体方案设想中飞行任务要求。对滑跃式高超音速巡航飞行器的动力技术进行了初步研究,分析了采用火箭基组合循环发动机(RBCC)方案所需的燃料消耗。由初步分析计算结果可见,对于Ma≈10的滑跃式高超音速巡航飞行器,采用RBCC作为推进系统,可满足总体方案的技术要求。     

尾喷管构型对高超音速飞行器纵向静稳定性的影响

尾喷管构型的选取在高超音速飞行器一体化设计中有着举足轻重的作用.采用二维耦合隐式欧拉方程对高超音速飞行器内定常无粘流场进行了数值仿真,分析了尾喷管斜面倾角分别为8°、11°、13°和15°时,其构型对高超音速飞行器处于3种不同工作状态下(即进气道关闭、发动机通流和点火)纵向静稳定性的影响.结果表明,当尾喷管斜面倾角为11°时,高超音速飞行器的纵向静稳定特性较好,为下一步改型工作提供了参考.     

高超音速飞行器气动加热计算

对高超音速飞行器气动加热计算方法进行研究，采用基于热流量平衡方程的工程估算方法和二维薄层近似N－S方程数值模拟，计算高超音速飞行器对称面中心线上的温度分布。以天地往返运输系统的气动加热为例进行了计算，并对计算结果进行了分析和比较，计算结果表明：该工程估算方法和数值计算方法是可行的。     

超燃冲压喷气发动机可在8马赫以上工作

超燃冲压喷气发动机可在８马赫以上工作美国普惠公司进行的地面试验表明，超燃冲压喷气发动机在上大气层以８～１４马赫的速度飞行时仍能产生正推力。这一试验结果有助于驳斥关于地面试验不能证明高超音速飞行器的超燃冲压喷气发动机在飞行速度达到８马赫以上时能正常工作...     

HTV-2的来龙去脉

HTV-2 是高超音速技术飞行器（Hypersonic Technology Vehicle）第二方案的简称,HTV-2源于知名的＂军力运用和本土发射＂的 FALCON（Force Application and Launch from Continental United States）计划。FALCON计划主要由三部分构成，     

涡轮/冲压组合发动机性能分析工具

着眼于建立一套性能分析工具，可用于高超声速飞行器串联式涡轮/冲压组合动力装置总体方案的性能评估及设计约束条件分析。为了满足飞行器从起飞到飞行马赫数5宽广飞行包线内对动力装置性能的苛刻要求，所研究的组合发动机通过调整五个可调机构再加涡扇冲压燃油调节来实现变循环概念。该工具采用一维气动热力分析技术，使用了经试验验证的各部件特性，同时考虑了气体的变比热性质。通过采用面向对象的程序设计方法，该工具提供了一个性能仿真平台，可供涡扇工作模式，冲压工作模式，涡扇/冲压模式转换过程的热力循环分析，非设计点性能分析，控制规律研究等。借助于该工具，涡扇模式及冲压模式的热力循环分析结果表明，回流裕度是涡扇模式循环参数选择中需要重点考虑的因素；高的冲压燃烧室出口温度有利于提高冲压发动机的循环性能。     

美将进行高超音速超燃冲压发动机飞行试验

美国航宇局计划在1999年初利用其新型高超X有翼研究飞行器进行吸气式高超音速超燃冲压发动机飞行试验。这种飞行器将由空射型飞马座运载火箭发射，飞马座则将由美国航宇局的B－52载机带到高空投放。该局已在今年3月底同由微型飞行器有限公司牵头的一个项目组签订了3340万美元的     

X-43A将试验超燃冲压发动机

美国航宇局用于试验超燃冲压发动机技术的第一架Ｘ－４３Ａ试验飞行器将在７月份交付。这架飞行器长３．６米，重１吨，是美国航宇局高超Ｘ技术计划的核心，旨在验证可提高未来高超音速飞机（５马赫以上）和可重复使用航天运载器的运载能力的吸气式发动机技术。Ｘ－４３Ａ...     

合成射流技术在航空航天中的应用

基于旋涡系统的非线性控制理论，简要介绍了合成射流技术的工作原理及其特点。并在此基础上对合成射流技术在航空航天中的应用进行了归纳和探索，并指出合成射流技术将可望用于增强高超音速空天飞行器的燃烧掺混、飞行器表面和内部元器件的换热控制以及火箭发动机推力矢量控制等。     

几何结构可调的亚燃冲压发动机性能研究

液体亚燃冲压发动机结构简单、推重比高,是高动态临近空间飞行器的最佳动力装置,临近空间飞行器的飞行速度范围宽、距离远,亟需采用几何结构可调技术来提高冲压发动机的性能。本研究对具有固定、连续可调进气道和尾喷管的冲压发动机性能进行了计算和比较。结果表明,采用连续可调喷管的冲压发动机的性能大大优于固定几何结构的冲压发动机,进气道可调带来的冲压发动机性能增加远小于喷管连续可调带来的发动机性能增加。     

基于并联协作混合遗传算法的高超声速巡航飞行器一体化优化设计研究

遗传算法能以很高的概率找到全局最优解，不需要目标函数和约束条件的梯度信息。适合于工程优化设计。为增强遗传算法的局部搜索能力，提出了一种新的融合模式搜索方法和Powell方法的并联协作混合遗传算法。研究超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航飞行器的一体化优化设计。系统分析了机身和超燃冲压发动机设计参数对飞行器总体性能的影响。通过建立高超声速巡航飞行器质量模型、气动力估算模型、气动热估算模型、超燃冲压发动机性能分析模型、控制模型和弹道分析模型，在满足参考任务要求的前题下，以飞行器起飞质量为目标函数，将并联协作混合遗传算法应用于最优总体方案和超燃冲压发动机方案一体化设计。完成了6设计变量的全局优化计算。算例表明，本文建立的一体化设计模型基本正确，并联协作混合遗传算法是用于高超声速巡航飞行器一体化优化设计的较好的优化算法。     

美国准备研制高超音速导弹

美国准备研制高超音速导弹美国波音公司目前正在为美空军设计一种飞行速度可达８马赫的超音速导弹。该弹的详细设计情况尚未公开，据称它将是一种升力体式飞行器，使用一台固体助推器加速到４马赫，然后其超音速燃烧冲压喷气发动机点火。该弹可能于２００９年装备部队。参...