雙模態(tài)沖壓發(fā)動機(jī)

    對于常浩南的新設(shè)想，刑牧春等人倒是不覺得特別震驚。

    只是單純覺得這個概念有些陌生。

    在整個高超音速武器項目當(dāng)中，除去最開始用于技術(shù)驗證和積累經(jīng)驗的雙錐體驗證彈以外，都是以技術(shù)難度相對較低的助推-滑翔式方案優(yōu)先，而吸氣式的進(jìn)度則相對靠后。

    目前還只是對飛行體所用的吻切錐乘波體進(jìn)行理論研究和風(fēng)洞測試，而動力系統(tǒng)則仍然還處于獨(dú)立的開發(fā)階段——

    當(dāng)然，只是相對于整個項目組來說獨(dú)立。

    畢竟說到底，還是會由航空動力集團(tuán)承擔(dān)具體研制任務(wù)，逃不出常院士的大手。

    但直到眼下這個時間點(diǎn)，也確實還有發(fā)生變化的余地。

    況且，盡管高超音速項目的其余幾名主要負(fù)責(zé)人都是航天出身，但航空航天終究不分家。

    不說別的，至少航空動力集團(tuán)正在預(yù)研一種變循環(huán)地就把兩件事情給關(guān)聯(lián)了起來：

    “沖壓發(fā)動機(jī)……也要搞變循環(huán)？”

    刑牧春搞火箭總體設(shè)計出身，對于吸氣動力這條科技樹難買難有些陌生，用了個不太準(zhǔn)確的描述方式。

    好在意思倒是差不太多。

    “你的理解應(yīng)該是沒錯，只不過沖壓發(fā)動機(jī)沒有氣體循環(huán)和內(nèi)外涵道這些概念，所以不應(yīng)該叫變循環(huán)。”

    常浩南笑著糾正道：

    “當(dāng)然，如果未來能把沖壓發(fā)動機(jī)和傳統(tǒng)的渦輪噴氣式發(fā)動機(jī)再結(jié)合起來，那就另說……”

    對于后面這半句話，大家不約而同地選擇了暫時無視。

    以這里絕大多數(shù)人的年齡來說，當(dāng)前這個項目差不多就是他們的生涯之戰(zhàn)，能在一線從頭做到尾就算圓滿。

    再長遠(yuǎn)的事情，就算他們愿意參與，也大概率不是以當(dāng)前這樣的身份了。

    “那應(yīng)該怎么命名？”

    刑牧春這會兒也認(rèn)真起來。

    常浩南沒有馬上給出回答，只是低頭沉思了片刻。

    他是在看見剛才驗證得到的工作循環(huán)曲線之后靈光乍現(xiàn)，這會兒也還沒個完整的想法。

    “超燃沖壓發(fā)動機(jī)和亞燃沖壓發(fā)動機(jī)最明顯的區(qū)別是在燃燒室的熱力工作過程……所以大概可以叫做雙模態(tài)沖壓發(fā)動機(jī)，可以根據(jù)飛行狀態(tài)不同在亞燃和超燃兩個工作模態(tài)之間自由切換……”

    眾人不語，只是紛紛點(diǎn)頭表示認(rèn)可。

    “可是常院士……”

    一番閑談之后，姜宗霖率先切回正題：

    “噴氣式發(fā)動機(jī)的變循環(huán)畢竟只是需要一條額外的涵道，還算是在工程設(shè)計可以接受的范圍之內(nèi)……這雙模態(tài)沖壓發(fā)動機(jī)是燃燒室設(shè)計，包括壓縮-隔離段和內(nèi)噴管都要發(fā)生變化，總不能在里面安裝兩個燃燒室吧？”

    沖壓發(fā)動機(jī)最大的優(yōu)勢之一就是結(jié)構(gòu)簡單，沒有太多活動部件，對于極限飛行狀況的耐受力較好。

    如果為了兼容性多塞一個燃燒室，那莫不如直接在飛行器上獨(dú)立安裝兩臺發(fā)動機(jī)了。

    常浩南臉上露出了一個稍顯戲謔的笑容：

    “原本這確實是個幾乎沒辦法解決的問題……不過多虧了美國人這次的失敗，給了我不少靈感?！?

    他說快速把剛才的報告翻到其中一頁，然后又從旁邊的打印機(jī)里扯過幾張白紙。

    其余幾人見狀，也迅速圍攏過來。

    “從物理上給發(fā)動機(jī)設(shè)計兩個燃燒室肯定得不償失，但我們可以通過不同的激波串的分布和邊界層分離情況，通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣道和前體錐，在熱力學(xué)上給同一個燃燒室劃分兩個……”

    常浩南一邊介紹一邊在紙上畫出了一副示意圖，但到一半的時候，筆鋒卻又突然停滯：

    “不對，得劃分出三個工作狀態(tài)?！?

    “首先是純亞燃模態(tài)，這種情況下隔離段流場中燃燒區(qū)前激波串占主導(dǎo)，激波串出口為亞聲速條件，邊界層完全分離，擴(kuò)壓器處在正常工作狀態(tài)，具有兩個幾何喉道，通過擴(kuò)壓器斜激波提供的正激波系提供壓力。”

    “然后是過渡模態(tài)，燃燒區(qū)前激波串向燃燒室入口移動、激波串出口為超聲速、邊界層分離減弱，但本質(zhì)上仍然處在亞燃沖壓的工作循環(huán)當(dāng)中?！?

    說到這里，他話鋒一轉(zhuǎn)，指了指旁邊對于x51a流道結(jié)構(gòu)的測試結(jié)論：

    “目前來看，美國人對于沖壓發(fā)動機(jī)熱力循環(huán)的理解大概率還停留在表面上，為了提高工作效率選擇了相對高的啟動速度，但又沒高到足夠無視過渡段，反而導(dǎo)致燃燒室內(nèi)的音速墻更難跨越，最后被迫長時間停留在亞燃模態(tài)，卡死在了這個環(huán)節(jié)上。”

    “而我們開發(fā)雙模態(tài)沖壓發(fā)動機(jī)的目的是減小火箭助推段的壓力，提高飛行工況的靈活性，所以思路應(yīng)該是盡可能早地誘發(fā)并渡過這個階段，最好在馬赫數(shù)50以下，否則隨著燃?xì)怆x解效應(yīng)越來越明顯，化學(xué)能將難以轉(zhuǎn)化成有效功，很可能重蹈他們的覆轍……”

    （請）

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    雙模態(tài)沖壓發(fā)動機(jī)

    “……”

    除了常浩南本人以外，姜宗霖和陳宏二人算是對高溫氣體動力學(xué)研究最為深入的，也是最先反應(yīng)過來的。

    “只要跨過這個階段，進(jìn)氣道激波就能貫穿整個隔離段燃燒室，讓燃燒室內(nèi)的流體達(dá)到超音速，徹底進(jìn)入超燃沖壓模態(tài)……”