超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，被美國(guó)確定為未來(lái)將改變戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的重點(diǎn)技術(shù)之一，能夠搭上超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的快車(chē)道甚至關(guān)乎我國(guó)國(guó)運(yùn)。而國(guó)防科大則完成了這一歷史性突破。
一、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)原理
航空發(fā)動(dòng)機(jī)目前主要分為渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)等，但這些發(fā)動(dòng)機(jī)都普遍無(wú)法達(dá)到較高的飛行速度，最快只能飛到2馬赫左右。
原因是這些飛機(jī)都是利用渦輪/風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)氣流反推，當(dāng)渦輪(用于壓氣機(jī))/風(fēng)扇轉(zhuǎn)速到一定程度后，強(qiáng)大的離心力將導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)斷裂，無(wú)法繼續(xù)，但這種發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)性能相當(dāng)好。
在思考怎樣將發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)提速時(shí)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空氣速度達(dá)到2馬赫以上時(shí)，如果取消發(fā)動(dòng)力內(nèi)部的風(fēng)扇渦輪等設(shè)備，讓氣流直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。然后通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造(一般是縮小發(fā)動(dòng)機(jī)的直徑)，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣流的壓強(qiáng)就會(huì)自動(dòng)上升，節(jié)省了壓氣機(jī)壓氣環(huán)節(jié)。
上圖為渦噴、沖壓和超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，從左至右其結(jié)構(gòu)依次為進(jìn)氣道、燃燒室、噴口，從上往下進(jìn)氣道的進(jìn)氣速度逐漸增加，渦輪結(jié)構(gòu)被取消，因此發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)也變得簡(jiǎn)單，推力也越來(lái)越大，但點(diǎn)火變得越來(lái)越困難。
一般只要空氣降到音速之下就可以進(jìn)入燃燒室和燃料混合點(diǎn)燃使用了，點(diǎn)燃后的空氣壓力由噴口噴出，產(chǎn)生強(qiáng)大的反推力，推動(dòng)飛機(jī)或者導(dǎo)彈向前飛機(jī)，這就是所謂的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)原理。
上圖為美軍的SR-71黑鳥(niǎo)戰(zhàn)略偵察機(jī)，它巧妙地將一個(gè)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)裝在沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，在低速時(shí)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作，高速時(shí)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作，使得其最大速度達(dá)到了3.35馬赫，但再往上加速就比較困難了。
二、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)
然而人類(lèi)對(duì)速度的追求是瘋狂的。對(duì)更快的發(fā)動(dòng)機(jī)需求之后，科學(xué)家們很快發(fā)現(xiàn)，當(dāng)速度超越4馬赫后，燃燒室內(nèi)進(jìn)入的氣流速度迅速升高，變?yōu)槌羲�，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題導(dǎo)致速度無(wú)法繼續(xù)提升甚至熄火，讓氣流在超音速下點(diǎn)燃產(chǎn)生穩(wěn)定的推力，這就是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。
