发动机技术的发展动向

航空宇宙推进技术覆盖的领域很广,包括吸气式推进(涡喷发动机、冲压发动机、复合发动机和脉冲爆震发动机)、化学火箭推进(液体火箭发动机、固体火箭发动机)和非化学火箭推进(电力推进、离子发动机、电弧/MPD推进、激光推进)等广阔范围.要归纳、展望航空宇宙推进技术全领域的发展动向是很困难的.本文以吸气式发动机为中心,介绍冲压发动机、超燃冲压发动机、预冷式涡喷发动机、脉冲爆震发动机、超小型燃气涡轮发动机和未来风扇发动机的研究开发现状与今后的发展动向.     

Ma=8飞行条件下的改进型水冷超燃冲压发动机试验

利用冲压发动机试验设备对改进前的超燃冲压发动机(E1)和改进后的超燃冲压发动机(E2)的推力性能进行了比较.考察了改进后的超燃冲压发动机结构性能.用改进型超燃冲压发动机模型在Ma=8飞行条件下进行了燃烧试验.介绍了试验设备与试验结果.     

阿金纳火箭发动机的发展史

阿金纳火箭发动机的历史可以追溯到1956年的方案设计。贝尔航空航天泰克特朗公司(Bell Aerospace Fexton)研制和生产了阿金纳火箭发动机。1987年11月大西洋研究公司(Atlantic Research)购买了贝尔公司液体推进的营业权。阿金纳火箭于1959年2月28日首次发射。第一台阿金纳发动机是从原先为B58盗贼武器系统研制的吊舱发动机改进来的。阿金纳发动机成功地在雷神、德尔它、宇宙神和大力神上飞行过。从1959初次发射至1987年,共成功发射过361次。阿金纳发动机从研制到现在比推力从265秒增至300秒,一次起动增加到15次再起动,工作时间从60秒增至240秒。本文将介绍该发动机设计能力的增长及其工作历史,并将介绍大西洋研究公司对未来应用感兴趣的衍生型发动机系列。发动机设计的简化性、可靠性及所提供的工作能力使其对未来上面级应用具有较强吸引力。     

F-1火箭发动机的发展史

F-1火箭发动机是在美国航宇局(NASA)和马竭尔航天飞行中心(MSFC)领导下于1958～1967年由洛克达因公司研制和生产的。发动机在1967到1973年服役。在整个F-1发动机计划期间完成了设计、试验和工作三个里程碑。 F-1发动机是推力最大的液体火箭发动机。五台F-1并联用于NASA的土星V火箭第一级,其推力为750万磅。土星V火箭发射载三人的阿波罗飞船,并完成登月。 F-1发动机是一次起动、固定推力、液体双组元推进剂发动机。其海平面推力为152.2万磅,比冲265.4秒。发动机所使用推进剂为液氧、煤油(RP-1),推进剂混合比为2.27∶1。RP-1为常平座作动器工质及发动机控制系统工质,并用做涡轮泵轴承润滑剂。F-1由七个工作系统组成。     

六代机动力系统

正战斗机发动机现状2011年12月,通用电气(GE)和罗罗宣布F136替换发动机项目正式终止。这也标志着普·惠成为美国五代机发动机的唯一供应商。2011年12月13日,最后一架F-22战斗机下线,与之匹配的F119发动机大规模生产基本结束,2012年普·惠将交付最后一台F119发动机。而F135发动机到2012年7月也已经交付58台发动机,飞行试验时数超过3000小时,研发工作基本告一段落,这也使普·惠得以腾出手来将注意力转向下一代发动机。失去JSF发动机项目的GE公司则     

VESTA冲压发动机完成静态地面试验

20 0 1年 11月 14日 ,ＶＥＳＴＡ新一代冲压发动机完成最后一次静态地面试验 ,从而为 2 0 0 2年夏季的首次飞行试验铺平了道路。ＶＥＳＴＡ冲压发动机由法国航空航天马特拉导弹 (ＡＭＭ )公司研制 ,预计将用在法国的核弹头ＡＳＭＰ Ａ导弹 (改进的中程空地导弹 )上。ＶＥＳＴＡ冲压发动机的地面试验分三个阶段进行。第一阶段总共进行了 6次点火试验 ,分别于2 0 0 0年 12月 13日、14日 ,2 0 0 1年 6月 12日、2 9日 ,2 0 0 1年 7月 6日和 2 0 0 1年 11月 14日进行。试验是在位于法国中部布尔日的ＣＥＬＥＲＧ公司发射场进行的。ＣＥＬＥＲＧ是…     

普惠公司制定混合脉冲爆震发动机试验计划

普惠公司最近向美国海军提交了进一步的脉冲爆震发动机(PDE)试验计划，其中包括研发涡轮／脉冲爆震混合发动机结构，该发动机将为下一代超声速反舰导弹和地面攻击导弹提供动力。     

美国开始超燃冲压发动机的地面试验

2002年7月，美国空军和普惠公司在GASL工程服务公司的试验装置上对第一台飞行质量碳氢燃料超燃冲压发动机进行试验。地面演示发动机(GDE)试验将为2003年底进行的后继型GDE-2试验和具有飞行价值的发动机研制铺平了道路，新的发动机将使NASA／美国空军的X-43C高超声速推进技术演示器在2007年初达到Ma-5以上。     

Transtar泵注式可存贮推进剂火箭发动机的研制状况

通过航空喷气技术系统公司和其它部门的比较研究表明,作为上面级应用,泵注式液体可存贮推进剂推力系统比其他系统有有效载荷运载能力大的优点,除此之外,还具有可靠性高和经济非常合算等。无论这种推进系统是一个自激级或是使用整体级推进方案,其核心问题是需要空间发动机提供推进动力去达到预定的轨道。航空喷气技术系统公司已经设计出了这种发动机,并命名为Transtar,且现在已处在研制的最后阶段,发动机部件的工艺技术是从航空喷气公司为NASA生产的轨道机动系统(OMS)发动机衍生而来的,到目前为止,这种轨道机动系统发动机已经在所有的航天飞机上进行了成功的飞行;并且也来自于空军火箭推进实验室研制的工艺技术程序。涡轮泵和双组元推进剂燃气发生器,即Transtar发动机的动力装置,自1980年以来由航空喷气公司根据其独立研制计划进行研制。发动机的部件研制已大部分完成,发动机系统的推力试验正在进行,估计鉴定试验能在1990年初完成。本报告评述了Transtar发动机的设计,发动机的性能和工作特性,以及发动机的研制状况。     

超燃冲压发动机用复合材料技术的研究状况

通过联合技术研究中心(UTRC)和法国国营飞机发动机研制公司(SNECMA)实施的复合材料超燃冲压发动机的联合研究(JCS)计划,研究了C／C和C／SiC复合材料制造超燃冲压发动机的燃烧室的可能性,与金属制造的超燃冲压发动机比较．证明能减轻质量并提高安全系数。选用SNECMA公司生产的复合材料应用在吸气发动机燃烧室内点火／稳定的预燃室的典型非冷却壁板。这些结构件由联合小组设计,SNECMA公司生产,并于2001年6月,在联合技术研究中心(UTRC)超燃冲压发动机试验装置上,在马赫数7的飞行条件下成功地进行了试验。同时,美国空军与法国武器装备部,在联合超燃冲压发动机框架内共同进行了AC3P研究,并提供经费开发C／SiC主动冷却技术。它将作为未来的结构材料可能取代目前碳氢燃料超燃冲压发动机金属材料．在进行材料和结构研究的同时,生产了几种壁板对其进行了试验。2003年4月在空军研究实验室(AFRL)对SNECMA公司制造的密封复合材料热交换器进行了最终试验。介绍了SNECMA公司有关JCS应用技术的研究状况并预测未来的研究。     

120型弹用高单位迎面推力涡轮喷气发动机

艾利逊公司的１２０型涡轮喷气发动机是一种现代化的一次性使用发动机，具有高的单位迎推力气动特性、零部件个数少、易于装配和加工成本低等优点，介绍了该发动机的设计指标、结构、试验以及加力方案。初始试验证明，设计方案和加力方案是正确的。     

简讯

首台J-2X火箭发动机完成第1轮试验2011年,美国国家航空航天局(NASA)和普.惠-洛克达因公司在斯坦尼斯航天中心完成了首台J-2X发动机验证机(编号E10001)的第1轮试验,共进行10次试验累计点火时间1 040 s。J-2X火箭发动机是美国新一代重型运载火箭(航天     

弹用小型、低成本、一次使用的涡轮喷气发动机

遥控飞行器和自主导弹需要使用一种小型、低成本和一次使用的涡轮喷气发动机(在海平面静止条件下,其额定推力小于1001b)。尽管人们都知道这种发动机具有良好的紧凑性、重量和工作适应性等优点,但到目前为止,这种发动机还没有被人们广泛接受,其主要原因是,这种发动机的制造成本仍高于它的竞争对手(即固体火箭发动机)。本文就是通过直径6in(15cm)、推力401b(18.14kg)的Gemjet涡轮喷气发动机的设计和试验,验证和说明在保持一个可接受的耐久性和性能的同时实现低成本的方案的可行性。     

弹用150型涡轮喷气发动机

艾利逊公司研制了一种低成本一次性使用涡轮增喷气发动机，这种发动机的性能较目前已有的发动机有很大的提高。艾利逊公司的这种１５０型涡喷发动机具有高推重比高单位迎面推力和制造成本低等特点。主要介绍这种发动机的设计和性能。     

雷锡恩公司HARM导弹可能采用的新型冲压发动机

目前, 雷锡恩公司公布了一种新的冲压发动机概念, 可以使导弹的精度、射程及速度都有很大改进, 而且考虑用在AGM-88哈姆(HARM)导弹上.     

脉冲爆震发动机准备试飞

美国空军研究实验室(AFRL)和斯凯尔复合材料公司于2003年9月下旬左右进行了一次历史性的试飞,据称是脉冲爆震发动机推进的飞机的第一次飞行。     

美国空军开始超燃冲压发动机试验

普惠公司/波音公司研究小组与美国空军研究实验室签订了潜在价值为1.4亿美元的合同,将在2 0 0 7～2 0 0 8年开始对超燃冲压发动机演示器进行多次Ma =6～7的飞行试验.这项超燃冲压发动机飞行演示器计划将降低NASA/美空军X 4 3C实验型高超声速飞行器的风险,该飞行器也定于2 0 0 7～2 0 0 8年左右飞行.这种单发动机演示器(SED)将把普惠公司的碳氢燃料超燃冲压发动机引进到波音公司的骑波器型一次性使用的飞行器中.这种演示器将在110 0 0m高度从B 5 2轰炸机上投放,采用固体火箭助推器推进到Ma =4 .5 ,然后双模冲压/超燃冲压发动机将接力并…     

美国联合空地导弹的发动机取得技术突破

洛·马公司会同航空喷气公司以及其它项目参与机构近期完成了联合空地导弹的发动机在各种温度下的试验,并宣布该发动机已经取得了技术突破.参与这种发动机研制的除了航空喷气公司外,还包括罗克塞尔公司、通用动力公司以及太平洋科学材料公司等.联合空地导弹的技术演示验证项目由美国陆军联合攻击弹药系统办公室负责,该弹将取代美国陆军、海军和海军陆战队现役的海尔法、陶和幼畜等多型导弹,可装备固定翼飞机、旋翼机和无人作战飞机.预计该弹将于2016年开始装备AH-64D和AH-12直升机以及F/A-18E/F战斗机,2017年装备MH-60R直升机和增程多用途型(ERMP)天空勇士无人机.美国联合空地导弹的发动机取得技     

LTV公司和加勒特公司在高温下试验碳/碳涡轮转子

LTV公司和加勒特公司于1992年2月下旬对涡喷发动机的碳/碳复合材料涡轮转子进行了试验,首次成功地演示的碳/碳材料可用于发动机旋转部件。下一次试验将在1992年第二季度进行,它将模拟巡航导弹5h的飞行。如果试验正常,它就能为研究新一代巡航导弹发动机铺平道路,这种发动机的推力和航程会比现有的发动机增     

高超声速巡航导弹理想动力系统——TBCC发动机及其关键技术

主要介绍了涡轮基组合循环(Turbine-Based Combined-Cycle,TBCC)发动机(以下简称TBCC发动机)的技术发展现状,阐明了TBCC发动机的基本结构及其工作原理.在对TBCC发动机技术发展现状分析的基础上,重点阐述了TBCC发动机相对于其它吸气式发动机的技术优势、 TBCC发动机的关键技术以及在超燃冲压发动机技术没有取得实质性突破的情况下,现阶段作为超声速、高超声速巡航导弹动力系统及在其它军民航空航天领域的应用前景.