固體燃料空氣渦輪火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式①

劉詩昌，何國強(qiáng)，劉 洋，李 江，楊 颯，王 偉

(西北工業(yè)大學(xué)燃燒、熱結(jié)構(gòu)與內(nèi)流場重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710072)

0 引言

現(xiàn)代軍事的發(fā)展對導(dǎo)彈武器的要求不斷提高，如遠(yuǎn)程打擊、高空高速突防、全程動(dòng)力控制等，這些需求對發(fā)動(dòng)機(jī)提出了更高的性能要求，如高比沖、高比推力、動(dòng)力可調(diào)節(jié)、飛行范圍寬廣等。在這樣的需求下，更多新技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)，固發(fā)、渦噴等發(fā)動(dòng)機(jī)性能不斷提高，一定程度滿足了動(dòng)力的需求，但其固有局限難以突破，于是多種組合發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。其中，空氣渦輪火箭(ATR)就是一種結(jié)合了渦噴和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)的組合發(fā)動(dòng)機(jī)。它不僅可針對任務(wù)特性進(jìn)行性能設(shè)計(jì)，飛行包線寬廣，且其比沖、比推力性能也都較優(yōu)，應(yīng)用前景廣闊［1］。但通過研究發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)渦輪燃?xì)庵械哪囝w粒會破壞高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片，而提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能又需使用富含固體粒子的高能推進(jìn)劑來進(jìn)行二次燃燒，這一矛盾極大限制了ATR性能的提高［2－4］。為解決這一矛盾，本文提出將原來由1股燃?xì)鈫为?dú)承擔(dān)驅(qū)渦和補(bǔ)燃功能的工作模式轉(zhuǎn)化為由2股燃?xì)夥謩e承擔(dān)驅(qū)渦和補(bǔ)燃的新型工作模式。該工作模式基本過程為壓氣機(jī)將通過沖壓和壓氣機(jī)抽吸作用對引入的空氣進(jìn)行加壓;驅(qū)動(dòng)渦輪的燃?xì)獍l(fā)生器(驅(qū)渦燃?xì)獍l(fā)生器)產(chǎn)生清潔的燃?xì)猓?qū)動(dòng)渦輪為壓氣機(jī)提供軸功;經(jīng)過沖壓和增壓的空氣被引入到補(bǔ)燃室中與已驅(qū)動(dòng)渦輪的燃?xì)庖约傲硪粋€(gè)燃?xì)獍l(fā)生器(富燃燃?xì)獍l(fā)生器)中產(chǎn)生的富燃燃?xì)膺M(jìn)行摻混燃燒;經(jīng)過二次燃燒的燃?xì)馔ㄟ^發(fā)動(dòng)機(jī)噴管膨脹做功產(chǎn)生推力。……