冲压喷气发动机

冲压式喷气发动机（简称冲压发动机）It 这是一个非常简单的结构、可以发出很大的推力、适于高空高速飞行的空气喷气发动机。

从1913年开始，法国工程师雷纳·劳伦提出了冲压发动机的概念，人类已经和速度赛跑了整整一百年。

冲压发动机就是冲压发动机。

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。冲压发动机没有压气机（不需要燃气轮机）因此，它也被称为无压气机的空气喷气发动机。

它通常由进气道（又称扩压器）燃烧室、推进喷管由三部分组成。

这种发动机压缩空气的方法是依靠飞机高速飞行时的相对气流进入发动机进气道减速，将动能转化为压力能（比如进气速度为3倍音速时，理论上可以增加37倍的气压）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和燃油（一般为煤油）混合燃烧将温度提高到20002200℃甚至更高，高温气体再通过推进喷管膨胀加速，然后从喷管高速排出，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200 kN。

推力和涡轮喷气发动机一样，是由于高速排气产生的反作用力。其情况是：飞机在运动时，气流高速冲入发动机，于是风速急剧下降，压力上升。当压力刚好达到最大值时，燃油由喷油器喷射(煤油)，开始燃烧，使发动机燃烧室内空气的温度和压力迅速升高，然后混有热空气和燃烧产物的气体以更大的速度从发动机喷口喷出。喷流的速度远大于入口处空气的速度，从而产生反推力，使飞机移动。气流的喷射速度越大，推力越大。

没有压缩机，它可以 不能在静态条件下启动，因此不适合作为普通飞机的动力装置，而往往与其他发动机配合使用，成为组合动力装置。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。装有联合动力装置的飞机在起飞时启动火箭发动机、对于涡喷或涡扇发动机，当飞行速度足以使冲压发动机正常工作时，再使用冲压发动机，关闭与之配合工作的发动机；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

冲压发动机只有三个主要部分扩压器燃烧室和尾喷管。虽然只是由三个简单的管状部件组成，但却能发出非常大的推力，而且推力随着飞行速度的增加而迅速增加。比如横截面只有1平方米的冲压发动机，在11公里的高空，速度3.5倍音速飞行时(M=3.5)能产生的推力大概在3万公斤左右(即30吨)此时其推进功率达到414000马力，相当于200台机车的功率。如果低空飞行，由于空气密度大，功率会增加。这样的发动机有多重？最多不会超过1吨。从这里可以看出它强大的工作能力。

冲压发动机结构简单，重量轻，推重比大，成本低。当飞行马赫数大于3时，具有较高的经济性。它的缺点是它可以 t自行启动，它必须使用其他发动机作为助推器，只有当飞机达到一定的飞行速度时才能有效工作。它一般使用煤油作为燃料。

——因为特性优秀，推力大、重量轻，所以非常适合高空高速飞行。目前的最高速度大约是音速的4倍(相当于4400公里/小时)，高度可达30公里以上。但这个数值并不是它的极限，它的飞行高度是未来估计的、速度会进一步提高。

冲压发动机按适用范围分为亚音速、超音速、高超音速三类。

亚音速冲压

亚音速冲压发动机采用扩张式进气道和收缩式喷管，使用航空煤油作为燃料。飞行中，压力增加比不得超过 1.89飞行马赫数小于0.在五点钟时钟，它一般不会正常工作。亚音速冲压发动机用于亚音速飞机，如亚音速靶机。

超音速冲压

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）和使用航空煤油或碳氢化合物燃料会聚或发散喷嘴。超音速冲压发动机的推进速度为亚音速至6倍音速，用于超音速靶机和地空导弹（一般匹配固体火箭发动机）

高超音速冲压

这种发动机以超音速燃烧，使用碳氢燃料或液氢燃料，飞行马赫数高达5 ~ 16目前，高超音速冲压发动机正在研制中。超声速燃烧冲压发动机是一种以超声速燃烧为特征的冲压发动机在高速时，需要超音速燃烧来保证高燃料利用率。被称为超燃冲压发动机）因为超音速冲压发动机的燃烧室入口是亚音速气流，所以前两类发动机统称为亚音速冲压发动机，第三类发动机称为超音速冲压发动机。这种发动机的代表是美国的x-43A、X-51A“乘波者”高超音速试验机）

超音速飞机

冲压发动机

主要用作战斗机和轰炸机的动力装置。例如，正在研究的一种是将冲压发动机和涡轮喷气发动机结合起来，放在冲压发动机的进气口。M=0时用涡轮喷气发动机和冲压喷气发动机起飞.从4点开始钟，设计的飞行速度是音速的四倍(M=4)图3)另外还有一种在研的轰炸机，设计飞行速度M=4，巡航高度h=30,000米，最大航程16000公里目前还没有成功。

洲际飞航导弹

因为冲压发动机能高速飞行，经济性好，作为远程导弹，军事上经济上都不错，所以各国都在积极搞研究。有一种洲际巡航导弹正在研究中，它的飞行速度大约是音速的3.3.5倍，身高21左右－24公里。航程8000多公里。

中程近程导弹

冲压发动机常用于中程和短程导弹，射程从几十公里到2400公里。这种导弹可以是地对地，空对空，也可以是地对空。比如有一种地地导弹，采用冲压发动机，飞行速度M=3.5飞行高度24公里，航程2400公里。另一种空空导弹是从战斗机上发射的，可以用来攻击轰炸机或其他飞机，速度是音速的三倍。还有一种防空导弹在生产，从地面发射，速度M=2－2.5这些导弹由冲压发动机提供动力。

超音速靶机

为了给战斗机和导弹武器训练超音速靶机，使用冲压发动机也是非常经济的，因为这种发动机的成本比其他发动机便宜很多。

冲压发动机是一种新型发动机、用于高速飞行的、先进航空科学和技术。它的发展日新月异。在这个领域中，有各种各样复杂的问题需要研究和解决。

随着飞行速度的提高，要求设计制造更有效的部件，如扩压器燃烧室尾喷管等。一些国家正计划将冲压发动机的飞行速度提高到5－7倍音速，甚至更高(约5300－7400公里/小时)这就需要解决一系列新问题。比如要求先解决热障问题M=5飞行时，发动机壁面与空气摩擦后温度可达1000℃左右。加热后燃烧室的温度将达到2500－2800℃左右，这就要求材料具有更高的耐温性。其次，为了将燃烧室加热到更高的温度，目前使用的燃料(煤油)不，它需要高能燃料。

今天已经进入原子能时代。因此，原子能在冲压发动机中的应用吸引了许多科学家，并使他们进行不懈的研究。这一理想将在不久的将来实现。