4.2  计算模型出口的气流参数 30

4.3  总压恢复系数 32

4.4  旋流数 33

4.5  本章小结 34

结  论 36

致  谢 37

参考文献 38

1  绪论

1.1  概述

1.1.1  冲压发动机概述

冲压发动机是喷气发动机的一种，它是利用迎面气流在速度改变下产生的压力改变，达到气体压缩的目的原理来运作。冲压发动机主要由进气道、燃烧室、喷管三部分组成，它本身没有活动的部分，气流从前端进气道口进入发动机之后，利用进气道截面积的变化，使气流减速增压，这一过程不需要高速旋转的复杂的压气机，是冲压发动机最大的优势所在。压缩后的气体压力和温度升高，进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生的高温高压气体经喉道膨胀加速，高速喷出，产生推力。冲压发动机的工作过程包括以下三个部分[1]：

（1）压缩过程：空气压缩，提高空气的压力；

（2）燃烧过程：燃料燃烧；提高燃气的温度；

（3）膨胀过程：高温高压的燃气进行膨胀，获得很大的速度喷出发动机。

冲压发动机成为无人机、靶机、导弹和增程炮弹等武器系统的首选动力装置，主要是因为它具有一系列的优点：

（1）构造简单、重量轻、体积小、成本低。据估计，若以Ma=2的速度飞行时，冲压发动机的质量约为涡轮发动机的五分之一，而制造成本只有其二十分之一。

（2）高速飞行状态下（Ma﹥2）经济经济性好，燃料消耗率低。

（3）比冲高、推重比大。冲压发动机用空气中的氧气作为氧化剂，而火箭发动机自带氧化剂，氧化剂占推进剂总重的70%~80%，因此，冲压发动机的比冲比火箭发动机高4~6倍。

（4）冲压发动机工作速度范围很宽。在1.5~5.0 的马赫数范围内它都能有效地工作，并且其推重比和推阻比均优于涡轮发动机。

图1.1 冲压发动机结构示意图

目前，冲压发动机按其燃料的物态和储存燃料的位置可分成三类[2]：液体燃料冲压发动机(LFRJ)、固体燃料冲压发动机(SFRJ)和固体火箭冲压发动机(SDR)。

液体燃料冲压发动机是发展最早、使用较多的一种冲压发动机。它具有燃料流量易调节、发动机燃烧效率高、能量高等优点，但也存在后勤处理不便、机动性差等缺点，而且由于液体燃料比固体燃料密度低，在燃料装载容积受限制的小型导弹上应用有一定困难。除此之外，液体燃料冲压发动机在高空、导弹大攻角飞行时有熄火的危险，而且在维护使用方面也不如固体燃料简单，这些都限制了液体燃料冲压发动机的使用和发展。

固体燃料冲压发动机不像液体燃料冲压发动机需要燃料供应和控制系统, 也不像固体火箭冲压发动机需要燃气流量调节装置。它结构最简单、而且天生具有燃气生成自适应调节能力。由于固体燃料不含或很少含氧化剂, 可获得较高比冲, 其比冲低于液体燃料冲压发动机但高于固体火箭冲压发动机。尽管如此，由于固体燃料冲压发动机的燃料贮存于冲压燃烧室内，它的燃烧过程难以组织，该项技术还未达到实用阶段。

固体火箭冲压发动机燃料中含有部分用以维持燃气发生器中贫氧推进剂自热分解、燃烧的氧化剂，因此其比冲比其它类型的冲压发动机低，但是它具有便于维护、储存和使用方便的特点，并具有结构简单、安全性高、机动性能好、工作可靠性高等优点，能最大限度的满足新一代战术导弹的技战要求，受到了各国的高度重视。