幾點認識
通過有序開展預冷卻高速渦輪發(fā)動機技術的研究工作,日本在預冷卻技術、可調進氣道和噴管、核心機技術等方面均積累了大量地面試驗和飛行試驗數(shù)據,并成功進行了馬赫數(shù)4的地面試驗,在提高常規(guī)渦輪發(fā)動機馬赫數(shù)方面走在了世界前列?偨YJAXA在預冷卻渦輪噴氣發(fā)動機方面的研究進展,可以得出以下幾點認識:1.預冷卻技術是提升渦輪發(fā)動機工作馬赫數(shù)的重要途徑。
常規(guī)渦輪發(fā)動機由于受壓氣機進口溫度和渦輪前溫度的限制,飛行馬赫數(shù)一般低于3。為了實現(xiàn)持續(xù)高超聲速飛行和空天往返,都需要盡可能提高渦輪發(fā)動機的工作速度范圍,以實現(xiàn)與沖壓發(fā)動機和火箭發(fā)動機等其他動力形式的有效組合。目前高速渦輪發(fā)動機發(fā)展的技術途徑有兩種,一種是通過變循環(huán)方式來提高渦輪發(fā)動機馬赫數(shù),之后與沖壓發(fā)動機組成串聯(lián)式渦輪基組合動力;而另一種是采用預冷卻技術擴大常規(guī)渦輪發(fā)動機馬赫數(shù)及工作包線,構成預冷卻高速渦輪發(fā)動機。兩相比較,前者壓氣機出口溫度高而燃油當量比較低,在比沖方面具有優(yōu)勢;后者則結構簡單,省去了模態(tài)轉換帶來的進氣道啟動等問題,而且采用預冷卻技術增加了空氣流量,在推力方面具有優(yōu)勢。日本在高速渦輪發(fā)動機技術的發(fā)展過程中,對變循環(huán)技術和預冷卻技術都進行了探索,最終選擇了預冷卻技術繼續(xù)發(fā)展,并在構型上簡化為預冷卻渦輪噴氣發(fā)動機,沒有與沖壓發(fā)動機進行組合。近期該項目的試驗成功表明,預冷卻渦輪噴氣發(fā)動機能夠顯著提高渦輪發(fā)動機馬赫數(shù),是非常值得探索的高速渦輪發(fā)動機形式。
2.輕質高效的預冷卻器是預冷卻高速渦輪發(fā)動機的關鍵技術