發(fā)布時(shí)間：2021-07-31 02:14

　　針對(duì)空水一體跨介質(zhì)導(dǎo)彈應(yīng)用需求,提出了一種采用同一金屬基固體推進(jìn)劑,能夠?qū)崿F(xiàn)在空中和水中工作的跨介質(zhì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)方案。分析了空中和水中典型工況下,金屬基固體推進(jìn)劑配方、空/水燃比、金屬種類等對(duì)跨介質(zhì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)理論性能的影響。針對(duì)給定的跨介質(zhì)導(dǎo)彈飛行彈道和金屬基固體推進(jìn)劑配方,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了選取,并完成了空中和水中工作條件下發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)計(jì)算,從理論上驗(yàn)證了該跨介質(zhì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)方案的可行性。 

【文章來(lái)源】：航空學(xué)報(bào). 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

圖９鋁基發(fā)動(dòng)機(jī)理論比沖隨水燃比變化Ｆｉｇ．９Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｕｌｓｅｏｆａｌｕｍｉ－

航空學(xué)報(bào)１２３７６４－３１．２金屬含量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響鎂鋁金屬基固體推進(jìn)劑的能量釋放主要來(lái)自于金屬顆粒的燃燒，理論上金屬含量越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖性能越好，但金屬含量過(guò)高、氧化劑含量下降會(huì)降低推進(jìn)劑的點(diǎn)火啟動(dòng)和燃燒特性；同時(shí)粘合劑的減少也會(huì)降低固體推進(jìn)劑的力學(xué)性能�？紤]到推進(jìn)劑的綜合性能，金屬含量需在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。圖１是通過(guò)金屬燃料熱力計(jì)算所得出的不同鎂金屬含量下發(fā)動(dòng)機(jī)理論比沖隨空燃比的變化曲線。金屬含量提高后，發(fā)動(dòng)機(jī)理論比沖增大。在水中工作時(shí)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)水燃比的變化存在最佳理論水燃比，使發(fā)動(dòng)機(jī)理論比沖達(dá)到最大。表３為不同金屬含量下的推進(jìn)劑一次燃燒溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)最佳理論水燃比及最大理論比沖。金屬含量增加后發(fā)動(dòng)機(jī)最大理論比沖增大，一次燃燒溫度下降。圖１不同鎂金屬含量下發(fā)動(dòng)機(jī)理論比沖隨空燃比的變化Ｆｉｇ．１Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｕｌｓｅｏｆｒａｍｊｅｔｗｉｔｈａｉｒ－ｆｕｅｌｒａｔｉｏｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｅｓｉｕｍｍｅｔ－ａｌｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ表３不同鎂金屬含量下發(fā)動(dòng)機(jī)理論性能的變化Ｔａｂｌｅ３Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒａｍｊｅｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｅｓｉｕｍｍｅｔａｌｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｓ鎂含量／％一次燃燒溫度／Ｋ最佳理論水燃比最大理論比沖／（Ｎ·ｓ·ｋｇ－１）５０２３２９．２７３．５０４０１３．６２５５２３０２．２７４．０６４２０４．４８６０２２１７．７４４．２１４

航空學(xué)報(bào)１２３７６４－４圖３理論比沖、補(bǔ)燃室理論燃燒溫度隨水燃比的變化Ｆｉｇ．３Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｕｌｓｅａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｃｈａｍｂｅｒｗｉｔｈｗａｔｅｒ－ｆｕｅｌｒａｔｉｏ２跨介質(zhì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)分析２．１發(fā)動(dòng)機(jī)總體要求為保證發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性，本文在某固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力飛行試驗(yàn)氣動(dòng)參數(shù)的基礎(chǔ)上，給出了一條跨介質(zhì)導(dǎo)彈彈道，如圖４所示，但這在一定程度上也限制了本文跨介質(zhì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸、裝藥量和射程。該彈道由助推、高空巡航、掠海飛行、入水過(guò)渡以及水下航行５個(gè)工作階段組成。其中，助推段由助推發(fā)動(dòng)機(jī)或整體式助推裝藥將導(dǎo)彈加速到跨介質(zhì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)接力點(diǎn)，高空巡航段有利于發(fā)揮沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的巡航優(yōu)勢(shì)，在接近目標(biāo)時(shí)進(jìn)入掠圖４跨介質(zhì)導(dǎo)彈彈道示意圖Ｆｉｇ．４Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｍｉｓｓｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｔｒａｎｓ－ｍｅｄｉｕｍａｎｔｉ－ｓｈｉｐｍｉｓｓｉｌｅ海飛行段，如圖５所示，通過(guò)入水過(guò)渡段迅速調(diào)整姿態(tài)入水，并完成動(dòng)力裝置空中和水中的模態(tài)轉(zhuǎn)換，最后在水下航行段水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作，完成目標(biāo)快速打擊。表４給出了彈道各工作段的飛行或航行參數(shù)，表中掠海飛行、水下巡航段射程是綜合考慮了敵艦載雷達(dá)低空探視能力［２３］以及近程防空導(dǎo)彈特性［２４］而得出的。為獲得跨介質(zhì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獍l(fā)生器壓強(qiáng)、噴管喉徑、燃?xì)赓|(zhì)量流量、推力等發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，本文以固體火箭沖壓發(fā)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國(guó)外固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)飛行試驗(yàn)進(jìn)展[J]. 鄭凱斌,李巖芳,曾慶海.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]可變流量固體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J]. 霍東興,閆大慶,高波.  固體火箭技術(shù). 2017(01)
[3]Design and simulation of ex-range gliding wing of high altitude air-launched autonomous underwater vehicles based on SIMULINK[J]. Pan Changjun,Guo Yingqing.  Chinese Journal of Aeronautics. 2013(02)
[4]Performance study of a water ramjet engine[J]. HUANG LiYa,XIA ZhiXun,HU JianXin & ZHU QianWen College of Aerospace and Materials Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China.  Science China（Technological Sciences）. 2011(04)
[5]超空泡魚雷特點(diǎn)及作戰(zhàn)使用分析[J]. 鄒玉博,周淇,成方達(dá).  中國(guó)科技信息. 2010(21)
[6]水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)水燃比選擇方法[J]. 黃利亞,夏智勛,張為華,胡建新,胡凡,趙寧.  航空學(xué)報(bào). 2010(09)
[7]水反應(yīng)金屬燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的性能調(diào)節(jié)[J]. 胡凡,張為華,夏智勛,王中偉,繆萬(wàn)波.  固體火箭技術(shù). 2007(05)
[8]水反應(yīng)金屬燃料能量特性分析[J]. 李芳,張為華,張煒,夏智勛.  固體火箭技術(shù). 2005(04)
[9]火箭助飛魚雷關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 曹小娟,王崇偉.  魚雷技術(shù). 2000(01)

博士論文
[1]鎂基水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒過(guò)程與燃燒組織方法研究[D]. 黃利亞.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3312564