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美国空军的下一代轰炸机
界中容易看见,峡谷使河流加速就是这个道理。但在音速以上时,流道面积缩小不仅不能使流速增加,反而使流速降低。这个现象好比羊群赶到山口的时候发生拥塞,反而走不动了。两者的区别在于空气的可压缩性。亚音速的时候,空气的可压缩性不显著,空气的连续性占主导,更多的空气需要在更小的流道通过,只有速度增加。超音速的时候,空气的可压缩性显著,流道缩小导致压缩增强,而导致减速。音速就是分界线。流体力学里的重要常熟有用发明人命名的传统,雷诺数、普朗特数都是这么来的。由于音速具有如此重要的意义,音速用马赫的名字命名,一马赫就是音速,二马赫就是两倍于音速。

收敛-扩散喷管就是利用亚音速和超音速是流道与流速的关系的产物。燃烧室的空气流速依然是亚音速的,超音速的燃烧就是爆炸了。收敛-扩散喷管用收敛段将亚音速的高压燃气加速,乃至推过音速,然后用扩散段将超音速燃气进一步加速。这也是超音速燃烧冲压发动机的基础。冲压发动机是喷气发动机中的一个比较特别的形式,用动压直接压缩进气,然后在燃烧室内燃烧,产生高压燃气,形成推力。不过常规冲压发动机依然需要用常规进气道把进气速度降低到亚音速,在亚音速下燃烧,然后用收敛-扩散喷管进一步加速到超音速。在特别高的速度下,这样的冲压发动机还是造成推力损失,理论上也无法超过六倍音速。然而,超燃冲压用收敛段将超音速进气减速增压,在依然还是超音速的条件下燃烧,产生高压燃气,然手用扩散段对燃气加速,产生推力。由于燃烧是在超音速条件下进行,这实际上是可控爆炸了,所以燃烧控制的难度非常之大,至今超燃冲压的已知试飞中,发动机工作时间都是以秒计算的,最新的波音X-51也才达到200秒(一说140秒),没有达到设计的300秒。

由于亚轨道高超音速飞行的诱惑和挑战,美国研制了一系列X飞机用于有关研究。X-43计划下马后,X-51

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点击数:  更新时间:2011-5-20 11:02:09
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