张华军,郭荣伟,李 博

(1.南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京 210016;2.中国人民解放军驻成都发动机集团军事代表室,四川成都 610503)

0 引 言

高超声速飞行器已成为未来飞行器的主要战略发展方向,其飞行范围十分宽广,飞行马赫数从亚声速、跨声速、超声速一直扩展到高超声速。动力装置是能否实现高超声速飞行的主要关键。当今,航空涡轮发动机的飞行马赫数一般在0～3,亚燃冲压发动机飞行马赫数为2～6,超燃冲压发动机飞行马赫数大于6。可见,任意一种单一的吸气式发动机均不能满足以上要求,因此从上世纪六十年代开始,国外对组合动力展开了广泛而深入的研究。

组合发动机可分为RBCC(火箭基组合循环)和TBCC(Turbine-Based-Combined-Cycle,涡轮基组合循环)两大类,其中 TBCC发动机是将涡轮发动机(包括涡喷、涡扇发动机)和冲压发动机(包括亚燃、超燃和双模态燃烧冲压发动机)的两种技术结合到一起,整合了涡轮发动机和冲压发动机在各自适用飞行范围内的优势,使其具有可常规起降、重复使用、可靠性高、低速性能好[1](在Ma＜3的阶段,涡轮发动机的比冲是各类发动机中最高的)、技术风险小等优点,可作为高超声速军民用飞机、高超声速巡航导弹以及单双级入轨轨道飞行器的理想动力装置,从而具有很好的工程应用前景。按照涡轮发动机和冲压发动机组合时的相对位置关系,TBCC发动机可分为共轴型(co-axialtype)布局和上下型(over/undertype,亦称并联型)布局,其中共轴型布局可分为环绕型(wraparound,冲压燃烧室在涡扇发动机的外函管道中)和串联型(tandem,冲压燃烧室在涡扇发动机的后面),而并联型布局又可分为外并联型和内并联型[2]。……