肖光明,馮 毅,唐 偉,桂業(yè)偉
(1.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心 空氣動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 綿陽 621000;2.清華大學(xué) 航天航空學(xué)院,北京 100084)
2003年10月,英國(guó)和法國(guó)聯(lián)合研制的超聲速民用運(yùn)輸機(jī)“協(xié)和客機(jī)”全部停飛,自此,民用運(yùn)輸機(jī)的飛行速度始終無法突破聲速。盡管如此,通過超聲速飛行,實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的遠(yuǎn)距離、快速到達(dá),一直是人們追求的重要目標(biāo)。而要實(shí)現(xiàn)高速飛行,運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)通常起著決定性的作用。
近些年來,隨著國(guó)內(nèi)外各種高超聲速計(jì)劃的開展,吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)及其組合發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)不斷取得突破并走向成熟。其中,美國(guó)Hyper-X計(jì)劃研制的X-43A于2004年3月及11月先后成功進(jìn)行了兩次試驗(yàn)飛行,其裝載的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)分別在 和 的狀態(tài)下工作了一段時(shí)間。與此同時(shí),美國(guó)空軍研制的X-51驗(yàn)證機(jī)也于今年5月份進(jìn)行了首次飛行試驗(yàn)。一旦高超聲速推進(jìn)技術(shù)取得突破和應(yīng)用,飛行速度Ma=5~6、航程達(dá)數(shù)萬公里、各大洲之間2小時(shí)即可到達(dá)的洲際高超聲速運(yùn)輸機(jī)將成為現(xiàn)實(shí)可能,這將極大加快人類社會(huì)的運(yùn)作節(jié)奏,在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)人員和物資的快速運(yùn)輸。
高超聲速運(yùn)輸機(jī)作為高超聲速技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展目標(biāo),在國(guó)內(nèi)外也得到了相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注[1-3]。早在20世紀(jì)80年代,美國(guó)NASA的技術(shù)報(bào)告中就曾提出了以渦噴-亞燃組合發(fā)動(dòng)機(jī)(TBCC)為動(dòng)力、飛行速度為馬赫數(shù)6的高超聲速巡航運(yùn)輸機(jī)(HYCAT)概念設(shè)計(jì),并對(duì)多種布局形式進(jìn)行了氣動(dòng)特性評(píng)估,最終確認(rèn)了 HYCAT-1A 的優(yōu)化方案[4-5]。……