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冲压发动机和超音速冲压喷射发动机
政府已经验证了几种喷气发动机。这些喷气发动机主要分为冲压发动机和超音速冲压发动机。
“典型的冲压发动机在速度上是受限制的”格拉夫说。“目前,涡轮发动机的速度被限制在3马赫左右。”
当速度超过3马赫时,冲压发动机的效率会越来越低,接近5马赫的时候该技术已达极限,他补充说。冲压发动机是将空气进行压缩,并将燃油注入压缩空气中。
“然而,你在燃点所点燃的空气是以亚音速运动的。”格拉夫说。“虽然这样就能高效率地燃烧,释放出所有的能源,但也使之很难达到超音速空气流。”。
格拉夫估计,冲压发动机里气流的速度仅仅能达到1马赫的10%到20%左右。当发动机速度过大时,管道系统就会吸入空气的速度就会放慢。冲压发动机运行速度超过3马赫或3马赫时,管道系统的振动加剧,而且管道中空气也会因振动而升温。
格拉夫说,“当你想要将你的发动机拉升到你想要的速度时,冲压发动机的效率就会变得越来越低。因此,你就陷入了两难境地,一方面相要提高速度,一方面空气又拖曳着使速度降低。”
冲压发动机技术发展到极限时,超音速冲压喷射发动机技术开始出现。超音速冲压喷射发动机是一种超音速燃烧冲压发动机。目前,超音速冲压喷射发动机技术要求速度必须达到4马赫以上。在超音速冲压喷射发动机里,空气流的速度超过了音速。
美国宇航局已经首次成功试飞了安装有超音速冲压喷射发动机的X-43飞机。X-43飞机的首次飞行速度达到了7马赫,第二次飞行速度更是达到了10马赫。美国宇航局说,它的冲压发动机速度能够达到15马赫。
但是X-43技术并不适用于巡航导弹系统,对军方来说,该试验并非没有可借鉴之处,格拉夫说。X-43使用氢气和氧气,但这对于巡航导弹来讲,是相当困难的要求。
所以,格拉夫说,超音速飞行解决方案,就是把冲压发动机和超音速冲压喷射发动机最好的功能结合起来,以常规碳氢燃料来验证火箭飞行。
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