科普向,能达到200个火车头功率的航空动力发动机

冲压发动机,由法国工程师雷纳·劳伦于1913年提出的概念。据说,这一概念被提出后的20年间,最初的想法只停留在图纸上,很多关于冲压发动机的研究只在人们的设想之中。

直到1935年,法国工程师雷内·莱杜克完成了世界上首次冲压发动机地面点火试验,证明了冲压发动机作为推进装置的可行性,那之后,德、英、美以及前苏联等国都积极开展了相关理论和试验研究。

冲压发动机(又称冲压喷气式发动机),它是一种构造非常简单、可以发出很大推力、适用于高空高速飞行的空气喷气发动机。

冲压发动机重量轻,推重比大,成本低。在飞行马赫数大于3(飞行速度大于3倍音速)的条件下使用,有较高的经济性。但它的缺点是不能自行起动,须用其他发动机作为助推器,而且只有飞行器达到一定飞行速度后才能有效工作。

所以冲压发动机不宜作为普通飞机的动力装置,而常与别的发动机配合使用,成为组合式动力装置。如冲压发动机与火箭发动机组合,冲压发动机与涡喷发动机或涡扇发动机组合等。安装组合式动力装置的飞行器,在起飞时开动火箭发动机、涡喷或涡扇发动机,待飞行速度足够使冲压发动机正常工作的时,再使用冲压发动机而关闭与之配合工作的发动机;在着陆阶段,当飞行器的飞行速度降低至冲压发动机不能正常工作时,又重新起动与之配合的发动机。如果冲压发动机作为飞行器的动力装置单独使用时,则这种飞行器必须由其他飞行器携带至空中并具有一定速度时,才能将冲压发动机起动后投放。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上。

冲压发动机只有三个主要部件——扩压器,燃烧室和尾喷管。虽然它只由很简单的三个管道形的部件构成,但是它可以发出非常大的推力,并且推力随飞行速度的增大而迅速增大。例如,一个横截面只有1平方米的冲压发动机在11公里高空,以速度为3.5倍音速飞行时,可以产生推力大约是3万公斤(即30吨)。这时它推进的功率达到41.4万匹马力,这相当于200个火车头的功率。若是在低空飞行,由于空气密度大功率还要增加。从这里可以看到它强大的工作能力。

有的国家正在计划把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)。

今天已进入原子能时代。因此在冲压发动机上使用原子能吸引着许多科学家:

在地球大气的上层,由于太阳和宇宙线的作用,部分空气分解成为离子,当这些离子再合成分子时,就会放出大量的能量,因此就有可能在发动机内喷入少量的催化剂,使离子再结合成分子,放出能量而推动飞机,这样就根本不必携带燃料。这种离子冲压发动机的航程,可以认为是无限的

现今,冲压发动机是航空科技领域非常重要的动力装置。例如做为超音速、高超音速战机、洲际飞航导弹、中程近程导弹、超音速靶机等等的动力装置。

冲压发动机还衍生出更先进的发动机:超燃冲压发动机(能够产生4倍于火箭的推力)、还有听起来比较科幻超前的星际冲压发动机等等。

冲压发动机是一种新型的、用于高速飞行的、尖端航空科学技术。它正在日新月异的迅速发展。

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