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火箭-雙燃燒室沖壓組合循環(huán)發(fā)動機概念研究
關(guān)鍵詞：空天推進系統(tǒng) 高超聲速飛行器 組合循環(huán)發(fā)動機 軌道優(yōu)化
摘要：臨近空間高超聲速飛行器近年來獲得了廣泛關(guān)注,本文提出一種以基于火箭發(fā)動機和雙燃燒室沖壓發(fā)動機的多模態(tài)火箭-雙燃燒室沖壓組合循環(huán)發(fā)動機作為飛行器的動力系統(tǒng),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(fā)動機推力的聯(lián)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(fā)動機工作在引射亞燃或者雙燃燒室亞燃模態(tài)下?？梢愿鶕?jù)實際選擇高推重比、較低推進劑比沖效率的引射亞燃模態(tài),或是較低推重比、高推進劑比沖效率的雙燃燒室亞燃模態(tài)。最終飛行器加速到6馬赫(26 km),進入雙燃室超燃模態(tài)。針對空中發(fā)射模式和地面發(fā)射模式進行了軌道優(yōu)化,仿真結(jié)果表明:在加速爬升到6馬赫(26 km)的過程中,空中發(fā)射模式相比較地面發(fā)射模式可以節(jié)省37%的推進劑;空中發(fā)射模式存在一個負(fù)的最優(yōu)初始飛行角度使得剩余質(zhì)量與初始質(zhì)量的比值達到最大。
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