采用亚燃冲压发动机的鹰击12

再看超燃冲压发动机

既然亚燃冲压发动机将4-5马赫的气流减速至亚音速导致了过大的阻力,要减小这个阻力,人们自然想到了能否让超音速气流在冲压发动机内燃烧的问题,这便是超燃冲压发动机。越燃冲压发动机燃烧室中的燃料是在超音速气流中燃烧的,但在超音速气流中组织和控制燃烧的困难极大,火焰很容易被像飓风一样狂暴的气流吹灭,有一个形象的比喻来形容这种场景,那就是“在龙卷风中点燃一根火柴”,正因为如此,美国高超音速飞行器超燃冲压发动机的最长工作时间只有200多秒,美军多种采用超燃冲压发动机的X系列验证机至今也没有实用化。

abc分别为涡扇发动机、亚燃冲压发动机和超燃冲压发动机的示意图

有了以上的铺垫,就可以展开双燃冲压发动机的相关论述了

既然超燃冲压发动机这么容易熄火,就有了亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机,即双燃冲压发动机的概念。双燃冲压发动机有两个燃烧室,它的进气道将气流分为两部分:一部分进入亚音速燃烧室,另一部分进入超音速燃烧室,分别进行亚音速燃烧和超音速燃烧。一旦超音速燃烧室熄火,亚音速燃烧室仍可继续工作。且亚声速燃烧室还可以起到超燃燃烧室点火源的补燃作用。双燃冲压发动机较纯粹的超燃发动机技术风险小,发展费用低,可以看作是从亚燃冲压发动机到超燃冲压发动机的一种过渡,比较适合巡航导弹这样的一次性使用飞行器。美国霍布金斯大学的应用物理实验室很早就掌握了这一技术,但未能在美军的高超音速飞行器项目中得以应用。

但双燃冲压发动机的缺点也是很明显的,它无法从静止状态启动,必须借助其它动力系统达到最低启动速度才行,因此长剑100串联了一个硕大的助推火箭。另外,采用双燃烧室也让双燃冲压发动机的结构较为复杂。最后在超音速燃烧室工作时,亚音速燃烧室的效率较低,形成的阻力较大,使得采用双燃冲压发动机的飞行器只能达到5-6马赫的最大速度。