火箭-雙燃燒室沖壓組合循環發動機概念研究
吳繼平; 譚建國; 陳健; 張紫豪 國防科技大學空天科學學院; 湖南長沙410073; 國防科技大學高超聲速沖壓發動機技術重點實驗室; 湖南長沙410073
關鍵詞：空天推進系統 高超聲速飛行器 組合循環發動機 軌道優化
摘要：臨近空間高超聲速飛行器近年來獲得了廣泛關注,本文提出一種以基于火箭發動機和雙燃燒室沖壓發動機的多模態火箭-雙燃燒室沖壓組合循環發動機作為飛行器的動力系統,并進行了性能分析研究。該飛行器在海拔10 km左右高度以0.8馬赫的速度投放,在重力和發動機推力的聯合作用下,能夠在海拔5~8 km處加速到2馬赫;然后加速爬升進入臨近空間,發動機工作在引射亞燃或者雙燃燒室亞燃模態下。可以根據實際選擇高推重比、較低推進劑比沖效率的引射亞燃模態,或是較低推重比、高推進劑比沖效率的雙燃燒室亞燃模態。最終飛行器加速到6馬赫(26 km),進入雙燃室超燃模態。針對空中發射模式和地面發射模式進行了軌道優化,仿真結果表明:在加速爬升到6馬赫(26 km)的過程中,空中發射模式相比較地面發射模式可以節省37%的推進劑;空中發射模式存在一個負的最優初始飛行角度使得剩余質量與初始質量的比值達到最大。
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