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冲压发动机如何工作?高清动画讲解它的工作原理

贝博体育app苹果手机下载:冲压发动机如何工作?高清动画讲解它的工作原理

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  冲压式发动机是喷气发动机的一种,他是利用高速气流在速度改变下产生的压力改变,达到气体压缩的原理来运作。

  冲压式发动机是由进气道(也称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成。按应用范围划分,目前分为亚音速、超音速、高超音速三类。

  冲压发动机比涡轮喷气发动机简单得多。冲压是利用迎面气流进入发动机后减速、提高静压的过程。这一过程不需要高速旋转的复杂压气机,也是冲压喷气发动机最大的优势所在。

  进气速度为3倍音速时,理论上可使空气压力提高37倍,效率很高。高速气流经扩张减速,气压和温度升高后,进入燃烧室与燃油混合燃烧。燃烧后温度为2000一2200℃,甚至更高,经膨胀加速,由喷口高速排出,产生推力。因此,冲压发动机的推力与进气速度有关。以3倍音速进气时,在地面产生的静推力可高达200千牛。

  亚音速冲压发动机使用扩散形进气道和收敛形喷管,以航空煤油为燃料。飞行时增压比不超过1.89,飞行马赫数小于0.5时一般不能正常工作。亚音速冲压发动机用在亚音速航空器上,如亚音速靶机。

  超音速冲压发动机采用超音速进气道(燃烧室入口为亚音速气流)和收敛形或收敛扩散形喷管,用航空煤油或烃类燃料。超音速冲压发动机的推进速度为亚音速到6倍音速,用于超音速靶机和地对空导弹(一般与固体火箭发动机相配合)。

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  高超音速冲压发动机燃烧在超音速下进行,使用烃类燃料或液氢燃料,飞行马赫数高达5~16,目前高超音速冲压发动机正处于研制之中。由于超音速冲压发动机的燃烧室入口为亚音速气流,也有将前两类发动机统称为亚音速冲压发动机,而将第三种发动机称为超音速冲压发动机。(这种发动机运用的代表有美国的X-43A、X-51A“乘波者”高超音速试验机)

  冲压发动机的优势在于构造简单、重量轻、体积小、推重比大、成本低。简单的说就是一个带燃油喷嘴和和点火装置的筒子。因此常用于无人机、靶机、导弹等低成本或一次性的飞行器。同时由于推重比远大于其他类型的喷气发动机,非常适合驱动高超音速飞行器,如空天飞机、先进反舰导弹等。

  但冲压发动机没有压气机,就不能在地面静止情况下启动,所以不适合作为普通飞机的动力装置。通常的解决方法是增加一个助推器,使飞行器获得一定的飞行速度,然后再启动冲压发动机,最常见的助推器为火箭发动机。此外也可由其他飞行器挂载仅装有冲压发动机的飞行器,飞行到一定速度后,再将仅用冲压发动机的飞行器投放。

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