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沖壓發動機如何工作?高清動畫講解它的工作原理

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發表于 2023-5-3 13:47:53 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
沖壓式發動機是噴氣發動機的一種,他是利用高速氣流在速度改變下產生的壓力改變,達到氣體壓縮的原理來運作。' h& @  x# }6 r
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沖壓式發動機是由進氣道(也稱擴壓器)、燃燒室、推進噴管三部組成。按應用范圍劃分,目前分為亞音速、超音速、高超音速三類。
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沖壓發動機比渦輪噴氣發動機簡單得多。沖壓是利用迎面氣流進入發動機后減速、提高靜壓的過程。這一過程不需要高速旋轉的復雜壓氣機,也是沖壓噴氣發動機最大的優勢所在。
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進氣速度為3倍音速時,理論上可使空氣壓力提高37倍,效率很高。高速氣流經擴張減速,氣壓和溫度升高后,進入燃燒室與燃油混合燃燒。燃燒后溫度為2000一2200℃,甚至更高,經膨脹加速,由噴口高速排出,產生推力。因此,沖壓發動機的推力與進氣速度有關。以3倍音速進氣時,在地面產生的靜推力可高達200千牛。
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5 R& I0 B9 Q# p3 a7 g' I2 Y. {5 b沖壓發動機按應用范圍劃分可以分為亞音速、超音速、高超音速三類。" h* @# `# V7 ~
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亞音速沖壓發動機使用擴散形進氣道和收斂形噴管,以航空煤油為燃料。飛行時增壓比不超過1.89,飛行馬赫數小于0.5時一般不能正常工作。亞音速沖壓發動機用在亞音速航空器上,如亞音速靶機。* O9 W) M* `" y9 [+ S( t) c8 L" W; D
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超音速沖壓發動機采用超音速進氣道(燃燒室入口為亞音速氣流)和收斂形或收斂擴散形噴管,用航空煤油或烴類燃料。超音速沖壓發動機的推進速度為亞音速到6倍音速,用于超音速靶機和地對空導彈(一般與固體火箭發動機相配合)。
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高超音速沖壓發動機燃燒在超音速下進行,使用烴類燃料或液氫燃料,飛行馬赫數高達5~16,目前高超音速沖壓發動機正處于研制之中。由于超音速沖壓發動機的燃燒室入口為亞音速氣流,也有將前兩類發動機統稱為亞音速沖壓發動機,而將第三種發動機稱為超音速沖壓發動機。(這種發動機運用的代表有美國的X-43A、X-51A“乘波者”高超音速試驗機)

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" l, ~6 ?% W" ?* F沖壓發動機的優勢在于構造簡單、重量輕、體積小、推重比大、成本低。簡單的說就是一個帶燃油噴嘴和和點火裝置的筒子。因此常用于無人機、靶機、導彈等低成本或一次性的飛行器。同時由于推重比遠大于其他類型的噴氣發動機,非常適合驅動高超音速飛行器,如空天飛機、先進反艦導彈等。
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但沖壓發動機沒有壓氣機,就不能在地面靜止情況下啟動,所以不適合作為普通飛機的動力裝置。通常的解決方法是增加一個助推器,使飛行器獲得一定的飛行速度,然后再啟動沖壓發動機,最常見的助推器為火箭發動機。此外也可由其他飛行器掛載僅裝有沖壓發動機的飛行器,飛行到一定速度后,再將僅用沖壓發動機的飛行器投放。

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發表于 2023-5-4 09:24:50 | 只看該作者
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