涡轮增压固体冲压发动机热力循环分析①
2011-08-31刘佩进
莫 然,刘佩进,刘 洋,杨 飒
(西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室,西安 710072)

符号说明:T 静温,K p 静压,Pa π 压比ω0 比循环功,J/kg ηt 热效率κ 定熵指数Rg 气体常数,J/(kg K)cp 比定压热容,J/(kg K)L 功率,J m· 质量流量,kg/s上标’ 实际参数下标及主要截面符号0 来流空气1 压气机出口2 补燃室出口3 喷管出口4 驱涡推进剂初始状态5 驱涡燃气发生器出口6 涡轮出口7 富燃推进剂初始状态8 富燃燃气燃烧室出口9 富燃燃气发生器出口l进气道N 喷管C 压气机T 涡轮V 富燃燃气发生器喷管air 空气gas 驱涡燃气pro 富燃燃气
0 引言
现代军事技术的发展,使宽包线、高性能、大机动、低成本的武器系统成为各国军工部门的研制对象和追逐目标。传统单一形式的动力系统在满足其等要求方面出现困难。因此,将优势互补的2种或2种以上动力系统进行集成,成为了重要思路。
固体火箭冲压发动机(Solid Propellant Ramjet,SPR)以其结构简单、高速(Ma>2)时比冲性能好等优点,受到了广大科研单位的高度关注[1],但固体冲压发动机存在低速时推力小、不能自起动、对状态参数的变化敏感、稳定工作范围窄等缺点[1-3]。
空气涡轮火箭发动机(Air Turbo-Rocket,ATR)的工作原理:涡轮靠上游单独的燃气发生器产生的高压、富燃料燃气驱动,给压气机提供动力,增加进气流的压力。富燃料燃气驱动涡轮后与压气机压入的空气相混合,在燃烧室中完全燃烧,经喷管排出而产生推力[4]。ATR能在宽的速度、高度范围内工作,具有自加速到Ma=2的能力;但ATR的涡轮材料不耐高温,若使用高热值的硼基推进剂,硼能从燃气发生器中以固体颗粒或熔化液滴形式析出,腐蚀涡轮叶片或堵塞涡轮,使涡轮性能降低[5]。……
