姜宗林

中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,北京100190

1 引 言

1903 年,莱特兄弟制造的“飞行者” 一号升空,实现了首次有动力可控飞行,点亮了人们关于航空飞行技术研发方向的指示灯.一百多年过去,人们飞过了亚声速时代,已经成功实现了超声速飞行.航空飞行技术大大地改变了人们的生活方式,推动了现代社会的发展(顾诵芬和史超礼1988).在航空领域,发动机一直是首位核心技术,被称为航空技术皇冠上的明珠.在马赫数(Ma)为 0∼3 飞行范围内,现代涡扇喷气发动机得到广泛应用 (刘大响和程荣辉 2002).当飞行马赫数进一步增加到3∼6 的范围时,涡扇喷气发动机性能急剧下降,冲压发动机具有作为推进技术的优势,并得到验证和应用.冲压发动机的基本原理是通过进气道冲压,把从大气中吸入的空气压缩到一个适当的压力,然后在燃烧室内完成燃烧组织和化学能释放,最后像涡扇喷气发动机一样,把高温燃气通过尾喷管喷出产生推力.但是,当飞行马赫数超过5 时,冲压过程借助的激波系不仅带来过大的动能损失,同时也产生了过高的气流静温,使得燃烧过程中产生的解离能明显增加,降低了燃烧效率.为了解决上述两个问题,超燃冲压发动机应运而生,被认为是高超声速飞行最具发展潜力的推进技术(Heiser & Pratt 1994,Anderson 1989).

超燃冲压发动机的基本概念依然是借助冲压降低来流空气的速度(相对飞行器坐标系),提高其静温和静压.但是……