■ 苗辉 马薏文 朱江楠 魏宽 / 中国航发研究院

（苗辉，中国航发研究院，高级工程师，主要从事航空发动机换热系统研究）

飞行速度的加快会使发动机进气总温大幅升高，导致燃烧室温升降低，从而大幅度减小发动机的推重比和比冲。气动热问题是高超声速发动机无法回避的一个技术难题，强预冷是解决此类问题的有效方法，必须关注。

所谓“强预冷”，就是通过加装在发动机上的高效换热器（即“强预冷换热器”，简称“预冷器”），利用“相对低温”的冷却介质对高温冲压空气进行冷却。冲压空气经过预冷器后，气流总温大幅度下降，保证了燃烧室的正常工作和提高循环功，避免发动机的风扇和压气机受到气动加热的影响，并减少对冷却气量的需求。另外，预冷器还能够通过提高进气密度加大进气质量流量来改善发动机的推力，从而扩展涡轮发动机的可工作范围。而强预冷换热器的研制离不开一系列的技术验证试验。

强预冷发动机及其预冷器概况

目前较为典型的强预冷高超声速发动机有英国的“佩刀”发动机（SABRE）、“弯刀”发动机（Scimitar）和日本的膨胀循环空气涡轮冲压（ATREX）发动机等（如图1所示）。

“佩刀”发动机由英国反应发动机公司（REL）研制，拟用于可重复使用的单级入轨飞行器“云霄塔”（SKYLON），飞行马赫数（Ma）为0～5。“佩刀”发动机从水平起飞到26000m高空，依靠吸气式循环加速到Ma5（仅为入轨速度的20%），然后依靠火箭循环将飞行器送入轨道。“弯刀”发动机同样为REL

公司设计，是“佩刀”发动机的改进型。……