TBCC发动机即涡轮基组合循环发动机,是一种结合了涡轮喷气发动机和冲压发动机的先进动力装置。
美国某型TBCC发动机在研制验证中
工作原理
• 涡轮喷气发动机工作阶段:在低速飞行时,主要依靠涡轮喷气发动机工作。涡轮喷气发动机通过进气道吸入空气,经压气机压缩后与燃料混合燃烧,产生高温高压气体推动涡轮旋转,进而带动压气机和其他附件工作,最终燃气从尾喷管高速喷出产生推力,使飞行器获得动力。
• 冲压发动机工作阶段:当飞行器达到一定马赫数,通常在3马赫左右及以上,冲压发动机开始工作。此时,高速气流直接进入冲压发动机的进气道,经过扩压减速后,空气压力和温度升高,与燃料混合燃烧,产生的高温高压燃气从尾喷管喷出形成推力。
结构组成
• 进气道:其设计需要适应不同飞行速度下的气流需求,在低速时保证涡轮喷气发动机有足够的空气流量,在高速时能有效地将高速气流减速并引入冲压发动机。
• 涡轮喷气发动机:主要包括压气机、燃烧室、涡轮等部件,是TBCC发动机在低速阶段的主要动力来源。
• 冲压发动机:由进气道、燃烧室和尾喷管等部分组成,在高速飞行时接替涡轮喷气发动机为飞行器提供动力。
• 连接与转换装置:用于连接涡轮喷气发动机和冲压发动机,并实现两者之间的模态转换,确保在不同飞行速度下动力的平稳过渡。
技术特点
• 宽速域适应性:能够在较宽的飞行马赫数范围内工作,从亚音速到高超声速都能提供有效的推力,使飞行器在不同飞行阶段都能获得合适的动力支持。
• 高效能:结合了涡轮喷气发动机和冲压发动机的优点,在不同飞行速度下都能保持较高的效率,从而提高飞行器的燃油经济性和航程。
• 可重复使用:与传统火箭发动机相比,TBCC发动机具有可重复使用的潜力,降低了航天运输的成本。
应用领域
• 高超声速飞行器:为高超声速侦察机、高超声速轰炸机、高超声速客机等提供动力,使这些飞行器能够实现高速飞行,快速到达目标地点或完成运输任务。
• 航天运输系统:可作为可重复使用航天运输系统的动力装置,在飞行器的起飞、加速和再入返回等阶段提供动力,提高航天运输的经济性和可靠性。
国内关于TBCC发动机的论文
我国TBCC发动机研发现状
2019年,据凤凰网消息,成都飞机设计研究所王海峰总师透露,国产TBCC组合发动机已经完成试飞验证。这意味着,中国未来的高超音速无人机、高超音速战斗机以及高超音速巡航导弹都有了可靠的动力支持。
责编:陈斌
来源:湖南教育融媒
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