冲压式喷气发动机
冲压式喷气发动机
冲压发动机是一种空气喷气发动机,利用迎面而来的气流进入发动机后进行减速,从而增加空气的静压。通常由进气道(又称扩压器)、燃烧室和推进喷管组成。冲压发动机没有压气机(所以不需要燃气轮机),所以也叫无压气机空气喷气发动机。
这种发动机压缩空气的方法,是在飞机高速飞行时,通过相对气流来降低速度,将动能转化为压力能(比如进气速度为3倍音速时,理论上可以将气压提高37倍)。冲压发动机工作时,高速气流迎面吹向发动机,在进气道内膨胀减速,气压和温度升高后进入燃烧室与燃油(一般是煤油)混合燃烧,温度升高到2000-2200℃甚至更高。高温燃气随后通过推进喷管膨胀加速,从喷管高速排出,产生推力。冲压发动机的推力与进气速度有关。比如进气速度为3倍音速时,在地面产生的静推力可以超过200N。
冲压发动机具有结构简单、重量轻、推重比大、成本低等优点。但由于没有压气机,在静态条件下无法启动,不适合作为普通飞机的动力装置,往往与其他发动机配合使用,成为组合式动力装置。如冲压发动机和火箭发动机的组合,冲压发动机和涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机的组合等。装有组合动力装置的飞机,起飞时启动火箭发动机、涡喷发动机或涡扇发动机,当飞行速度足以使冲压发动机正常工作时,用冲压发动机关闭匹配的发动机;在着陆阶段,当飞机的飞行速度降低到冲压发动机无法正常工作时,匹配的发动机重新启动。如果单独用冲压发动机作为飞机的动力装置,飞机必须被其他飞机运载到空中,并有一定的速度,冲压发动机才能发射。冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹和超音速或亚音速靶机。冲压发动机按适用范围可分为亚音速、超音速和高超音速。