[YY]关于空气冲压发动机用于火箭在大气层内的飞行的研究的建议
ERIC20041219 2019-11-8原创 江湖科学


贴首语:虽然冲压发动机没有火箭发动机高效,优秀,但是它提供了一个增加射高的新思路,仅供参考。

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如题,经过这几天的研究,我发现国内业余界的探空火箭射高普遍不高,上1000的叫牛人,上1500的叫大神。。。就连巨大的YT-4也只飞了4000m而且没有得到回收,我认为,这点高度对于科研来说显然是远远不够的!!!而想让火箭飞的高,固体燃料中AP基燃料是首选,高比冲,可在真空中燃烧,燃温高的优良特性使得使用AP基燃料(特别是AP-HTPB)的火箭发动机成为了航空航天上的利器,喷气推进中的"王者"。可是AP基燃料也有缺点,就像AP过于HX,球Al过于昂贵等问题也是层出不穷。使得这种高能推进剂得不到推广。而对火箭燃料性能上的要求却日益增加,就出现了国内业余航天,发展慢,射不高等问题。我认为,除了进一步改进AP基燃料和开发新燃料之外,还有一个出路。它就是:空气(亚燃/超燃)冲压发动机!!! 

空气(压/超)燃冲压发动机是一种运用在航空领域的先进喷气发动机技术。有五十多年的历史,安装其的飞行器创下了9.6马赫的速度记录 (9.6倍音速)可是由于无法静启动,无法在真空环境下工作等原因,使得它只能被 用在航空领域。(其优点是:零件少,不需要自带氧化剂(省去 HX因素),其短板是:无法静启动(要有初速),不能在真空中工作,没有火箭发动机推力大,比冲小等)

那么,又如何吧这种推进的技术弄到火箭上呢?我认为可以这样:首先,冲压发动机(特别是超燃冲压发动机)需要启动速度。所以,可以先 用几个小固推把火箭助推升空并达到冲压发动机可以工作的速度。工作完毕后脱离,冲压发动机点火。火箭持续上升,因为空速十分高,所以冲压发 动机可以在火箭快速的爬升过程中获取大量的氧气以持续工作。等到连冲压发动机也无法工作时,高度与速度应该已经相当高了。然后冲压发动机脱 离,回收。RNX(或AP基燃料)火箭发动机点火,火箭继续加速上升当火箭发动机工作完毕后,火箭还将以(5马赫以上)的高超音速巡航,最后回 收。




1573205315061.png

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小声bb:这玩意老玩试过,速度并不是很高。横向飞行就像个导弹,这就是它被用在航空领域的理由吧。(XD) 

后记:是的,我并不否定火箭发动机在喷气推进中是最给力的这个观点,但有时候我们为了得到更好的结果,不妨也可以试试看它的“小老弟”(滑稽)。(在业余界)


PS:环塞机项目研究ing

[修改于 10 天前 - 2019-11-08 23:01:04]

来自 江湖科学
 
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2019-11-8 22:17:59

建议先搞清楚冲压发动机需要哪些实验条件再来YY,什么高比冲、助推起飞这不是废话么。


写了这么多还没说到重点,冲压发动机研制和试验难度比火箭高得多,这东西比火箭多了个进气道。

因为速度高、速度跨度范围大、没有压气机全靠进气道调整速度流量等,设计比涡喷还要复杂。


别说爱好者了,小点规模的研究所都玩不起。超燃就更夸张了,风洞开一次的费用都够做个1吨推力的液体火箭发动机了。

[修改于 10 天前 - 2019-11-08 22:21:14]

2019-11-8 18:33:49
1楼

也可以使用外挂微型压缩气罐,用压缩空气提供氧化剂,使冲压发动机可以进行0初速启动,相比较而言减小了质量和制作难度。还可以节约成本。

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2楼
引用 逻辑 发表于 1 楼的内容:
也可以使用外挂微型压缩气罐,用压缩空气提供氧化剂,使冲压发动机可以进行0初速启动,相比较而言减小了质.....

当然,肯定只是在发射时提供氧化剂,发射后达到速度要求后使用外部高压空气

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ERIC20041219(作者)
3楼
引用 逻辑 发表于 1 楼的内容:
也可以使用外挂微型压缩气罐,用压缩空气提供氧化剂,使冲压发动机可以进行0初速启动,相比较而言减小了质.....

我觉得您没明白我的意思,冲压发动机不能在0速度下启动的原因并不是没有氧化剂,而是它的结构有启动要求。而且冲压发动机的优点就是不需要携带氧化剂,要是带上了氧化剂那优势又何在?

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4楼

似乎有一种玩法是在冲压发动机的进气道上装个堵头,然后在机内填入固体燃料。起飞时点燃固体燃料,发动机作为固体发动机工作;固体燃料燃尽后,抛离堵头,向燃烧室内注入液体燃料并点火,作为冲压发动机工作。

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ERIC20041219(作者)
5楼
引用 Robot_V1 发表于 4 楼的内容:
似乎有一种玩法是在冲压发动机的进气道上装个堵头,然后在机内填入固体燃料。起飞时点燃固体燃料,发动机作.....

或许真的可以

到时候谁试试看

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6楼
引用 ERIC20041219 发表于 3 楼的内容:
我觉得您没明白我的意思,冲压发动机不能在0速度下启动的原因并不是没有氧化剂,而是它的结构有启动要求。.....

我指的氧化剂仅仅只是压缩空气,我的想法只是通过气罐里的压缩空气高速喷出起一个压气机的作用,并不是严格意义上的氧化剂。目的只是取消助推火箭的存在,简化结构和制作难度。当然这只是一个想法,具体可操作性还没想过,不足之处,还请谅解。

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7楼

做冲压发动机的话,可以考虑“固体燃料”冲压发动机典型的燃料可以用各种塑料,比如有机玻璃。

Ramjet engine Fuel Type.png

说起来,如果固体燃料冲压机能搞出来的话,那稍微改改可能就能把这个段子变成现实了,就是郭德纲说的“你那火箭不行,燃料不好,我认为得烧柴,最好是烧煤,煤还得精选煤,水洗煤不行。”

另外,前段时间搜过些相关资料,这里发一下做个备忘吧

冲压发动机 Ramjet engines.zip
33.8M
ZIP
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8楼

美国的一款巡航导弹(名字忘了)就是这么做的。。。先用固机推到启动所需速度,再抛掉喷管换成冲压,只不过之后就一直用冲压了。正如Robot_V1所说。

想法不错,但是试车比较困难。

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9楼

建议先搞清楚冲压发动机需要哪些实验条件再来YY,什么高比冲、助推起飞这不是废话么。


写了这么多还没说到重点,冲压发动机研制和试验难度比火箭高得多,这东西比火箭多了个进气道。

因为速度高、速度跨度范围大、没有压气机全靠进气道调整速度流量等,设计比涡喷还要复杂。


别说爱好者了,小点规模的研究所都玩不起。超燃就更夸张了,风洞开一次的费用都够做个1吨推力的液体火箭发动机了。

[修改于 10 天前 - 2019-11-08 22:21:14]

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ERIC20041219(作者)
10楼
引用 warmonkey 发表于 9 楼的内容:
建议先搞清楚冲压发动机需要哪些实验条件再来YY,什么高比冲、助推起飞这不是废话么。写了这么多还没说到.....

很有道理谢谢版主解答

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11楼

中学生能自学到这些不错了,就是数据收集的还是不够充分。

尽量少使用感叹号、“应该”等。

[修改于 10 天前 - 2019-11-08 23:37:49]

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2019-11-09 08:58:25
ERIC20041219(作者)
12楼
引用 20!Dopaminor 发表于 11 楼的内容:
中学生能自学到这些不错了,就是数据收集的还是不够充分。尽量少使用感叹号、“应该”等。

OK

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