微型涡轮喷气发动机具有推重比高、耗油率低、结构简单等特点。其历史最早可追溯至1960年，美国威廉姆研究公司首先为C189无人驾驶侦察机研制出270N推力WRZ-1涡喷发动机，虽然其寿命较短，但它成为了后来战斧巡航导弹用涡扇发动机F107-WR-100的先驱机型。76957

1国外研究现状

    气体炮是一种利用气体介质膨胀做功来推动试验高速运动发射系统。早在20世纪40年代末，国外就已经开展了在实验室内进行超高速气动发射的研究，取得了一定的成果[2]。

美国、俄罗斯、英国、法国等国家陆续建立和制造了气体炮。美国曾将0。2g的弹丸利用气体炮发射系统加速到11。6km/s，这已经达到了第二宇宙速度。

对于一般的火炮来说，它只能提供约2km/s的弹丸速度。这是因为火药气体的分子量太大造成的。因为有相当一部分能量用来加速气体本身，而用来加速弹丸的能量就减少了。

1946年，美国研制成功第一门利用轻质气体作为驱动的一级气体炮,美国学者Siegel A。E。于1965和1970年在NASA研究报告上，首次发表了两篇关于气体炮发射原理和结构设计方面的研究报告，对气体炮的工作过程、影响弹速的各因素进行了描述和分析，并建立了气体炮发射过程一维非定常流的一般方程[2]。

对于一级气体炮来说，气室容积最小的时刻是初始时刻，随着弹丸的前进，气室容积随之增大，气体压强减小。因此，对于一门口径和加速段长度一定的气体炮来说，想要获得更高的弹速，只能通过增加气室的初始压强。但是增大压强不但对硬件有很高的要求，其实际效果也不尽如人意，因此，提高压强并不是一个十分有效的方法。所以问题的关键在于，弹丸的初始速度要高，且平均作用在弹丸尾部的压力足够大且时间长。因此，在1995年，美国Z。I。Slawsky等发展了第二种工作模式的轻气炮——二级轻气炮[3]。论文网

使用二级气体炮，可使弹丸运动的最大速度高于10km/s，所以气体炮在美国等多个国家相继诞生发展并得到了广泛的使用。

2国内研究现状

我国学者王金贵于2001年发表了关于气体炮原理和技术的专著，对气体炮的配气系统、测速手段以及相关的试验技术进行了详细阐述。此外，南京理工大学和中国工程物理研究院也不断有关于气体炮的工程技术和流场计算的专著发表。中国工程物理研究院流体物理研究所先后成功研制了一级气体炮和二级气体炮。一级气体炮有两种发射管口径，分别为57mm和100mm。使用口径为57mm的一级气体炮可以使200g的弹丸急速带1。4km/s；使用口径为100mm的气体炮可以使500g弹丸加速到1。5km/s。该院研制的二级气体炮配有两种口径的发射管，分别为30mm和37mm。均采用火药驱动。使用30mm口径的发射管，可以使30g弹丸加速到8。62km/s；使用37mm口径发射管，可以使51。75g的弹丸加速到6。85km/s。该院还对如何合理协调配量装填参数和高弹速发射所引起的技术问题进行了研究[3]。

表1。1列出的是国外一些单位和中国工程物理研究院（CAPE)的二级轻气炮已达到的最高弹速指标。表中数据除NINT数据取自文献[4]外，其余数据取自文献[3]。

序号 发射管口径（mm） 弹丸质量（g) 最高弹速（km/s) 设备所在单位

表1。1 国内外部分二级轻气炮弹速指标

国内不但在气体炮技术应用上取得了很大的发展，在数值模拟方面也已经建立起了很多理论计算方法。陈大年使用准以为不定常Lagrangian算法对许多模拟中出现的问题进行了讨论并解决，从而为优化二级轻气炮的设计参数和工作参数提供了数值理论参考[5]；吴应湘运用以为非定常流的特征线理论对二级轻气炮进行了模拟，在模拟中考虑了真实气体摩擦和传热损失的影响，详细描述了储气室、压缩管和发射管中的气流以及活塞和模型的运动规律[6,7]。还有许多学者通过数值模拟的方法从理论上详细描述了气体炮内弹道，对各种可以提高弹丸速度和弹丸底部压力的影响因素进行了研究，对气体炮的理论以及试验研究工作进行了有意义的探索。