高超声速强预冷发动机热力循环研究进展

先进动力系统是水平起降、可重复使用高超声速飞行器的核心支撑,其中,高超声速强预冷发动机是一种极具潜力的动力方案,近年来受到广泛关注。深入研究强预冷发动机的热力循环,掌握发动机热力循环工作特性对发动机的方案设计至关重要。本文对近年来国内外在高超声速强预冷发动机热力循环方面的研究进展进行了综述,主要包括发动机热力循环建模分析方法、性能分析手段、典型强预冷发动机热力循环方案研究等。其中,根据热力循环方案的显著差异,分别介绍了开式直接预冷循环及中间介质闭式预冷热力循环。已有研究表明,对于开式直接预冷循环,燃料类型是决定其性能的根本,提升燃料的热沉是提升发动机性能的重要途径。对于中间介质闭式预冷热力循环,发动机的比冲、单位推力等性能与闭式循环系统的复杂性存在一定的矛盾。整体来看,需继续开展高超声速强预冷发动机核心部件的研究,提炼更加准确的部件性能模型,完善部件尺寸、重量等估算模型,实现对于发动机比冲、单位推力、推重比等整机性能参数的准确评估,支撑高可行性的高超声速强预冷发动机热力方案设计。