火箭-雙燃燒室沖壓組合循環(huán)發(fā)動機(jī)概念研究
吳繼平; 譚建國; 陳健; 張紫豪 國防科技大學(xué)空天科學(xué)學(xué)院; 湖南長沙410073; 國防科技大學(xué)高超聲速沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 湖南長沙410073
關(guān)鍵詞：空天推進(jìn)系統(tǒng) 高超聲速飛行器 組合循環(huán)發(fā)動機(jī) 軌道優(yōu)化
摘要：臨近空間高超聲速飛行器近年來獲得了廣泛關(guān)注,本文提出一種以基于火箭發(fā)動機(jī)和雙燃燒室沖壓發(fā)動機(jī)的多模態(tài)火箭-雙燃燒室沖壓組合循環(huán)發(fā)動機(jī)作為飛行器的動力系統(tǒng),并進(jìn)行了性能分析研究。該飛行器在海拔10 km左右高度以0.8馬赫的速度投放,在重力和發(fā)動機(jī)推力的聯(lián)合作用下,能夠在海拔5~8 km處加速到2馬赫;然后加速爬升進(jìn)入臨近空間,發(fā)動機(jī)工作在引射亞燃或者雙燃燒室亞燃模態(tài)下。可以根據(jù)實(shí)際選擇高推重比、較低推進(jìn)劑比沖效率的引射亞燃模態(tài),或是較低推重比、高推進(jìn)劑比沖效率的雙燃燒室亞燃模態(tài)。最終飛行器加速到6馬赫(26 km),進(jìn)入雙燃室超燃模態(tài)。針對空中發(fā)射模式和地面發(fā)射模式進(jìn)行了軌道優(yōu)化,仿真結(jié)果表明:在加速爬升到6馬赫(26 km)的過程中,空中發(fā)射模式相比較地面發(fā)射模式可以節(jié)省37%的推進(jìn)劑;空中發(fā)射模式存在一個負(fù)的最優(yōu)初始飛行角度使得剩余質(zhì)量與初始質(zhì)量的比值達(dá)到最大。
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