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沖壓式發(fā)動機是噴氣發(fā)動機的一種,,他是利用高速氣流在速度改變下產(chǎn)生的壓力改變,,達到氣體壓縮的原理來運作。
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0 }; {7 {, N; b3 u! U, s7 c 沖壓式發(fā)動機是由進氣道(也稱擴壓器),、燃燒室,、推進噴管三部組成。按應(yīng)用范圍劃分,,目前分為亞音速,、超音速、高超音速三類,。
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沖壓發(fā)動機比渦輪噴氣發(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)雜壓氣機,,也是沖壓噴氣發(fā)動機最大的優(yōu)勢所在,。
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% b( T/ t9 X* m3 w 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倍音速進氣時,,在地面產(chǎn)生的靜推力可高達200千牛,。- @( m% G+ h7 ~& R
, w- Z- S$ `8 m7 \# Z2 K沖壓發(fā)動機按應(yīng)用范圍劃分可以分為亞音速、超音速,、高超音速三類,。0 I+ `* r- ~. x# X$ }6 v2 \
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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,。! x: N& ~( Y8 Y+ Y# _! f6 u
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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)動機的推進速度為亞音速到6倍音速,,用于超音速靶機和地對空導彈(一般與固體火箭發(fā)動機相配合)。
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( j- P% ?( q4 b$ A 高超音速沖壓發(fā)動機燃燒在超音速下進行,,使用烴類燃料或液氫燃料,,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,。由于超音速沖壓發(fā)動機的燃燒室入口為亞音速氣流,,也有將前兩類發(fā)動機統(tǒng)稱為亞音速沖壓發(fā)動機,而將第三種發(fā)動機稱為超音速沖壓發(fā)動機,。(這種發(fā)動機運用的代表有美國的X-43A,、X-51A“乘波者”高超音速試驗機)
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6 [) d6 A$ p7 s2 H, g4 v- K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,、先進反艦導彈等,。
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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。5 ~) K# M# h4 l) o/ Q
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