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沖壓噴氣式發動機（簡稱沖壓發動機）是一種構造非常簡單、可以發出很大推力、適用于高空高速飛行的空氣噴氣發動機。

從1913年法國工程師雷納·勞倫提出沖壓發動機概念，人類已經在這條與速度賽跑的路上前行了整整一百年。

定義

編輯

沖壓發動機即沖壓噴氣發動機。

沖壓噴氣發動機是一種利用迎面氣流進入發動機后減速，使空氣提高靜壓的一種空氣噴氣發動機。沖壓發動機沒有壓氣機（也就不需要燃氣渦輪），所以又稱為不帶壓氣機的空氣噴氣發動機。 [2] 

組成

編輯

它通常由進氣道（又稱擴壓器）、燃燒室、推進噴管三部組成。

工作原理

編輯

這種發動機壓縮空氣的方法，是靠飛行器高速飛行時的相對氣流進入發動機進氣道中減速，將動能轉變成壓力能（例如進氣速度為3倍音速時，理論上可使空氣壓力提高37倍）。沖壓發動機的工作時，高速氣流迎面向發動機吹來，在進氣道內擴張減速，氣壓和溫度升高后進入燃燒室與燃油（一般為煤油）混合燃燒，將溫度提高到2000一2200℃甚至更高，高溫燃氣隨后經推進噴管膨脹加速，由噴口高速排出而產生推力。沖壓發動機的推力與進氣速度有關，如進氣速度為3倍音速時，在地面產生的靜推力可以超過200千牛。

推

風洞中的美國X-51超聲速燃燒沖壓發動機

力的產生與渦輪噴氣發動機一樣，是由于高速排氣所產生的反作用力。其情況是：當飛機運動時，空氣流以高速沖進發動機中，于是空氣速度就驟降，壓力便上升。當壓力剛剛達到大值時，就由噴油嘴噴射燃料(煤油)，開始燃燒，使得發動機燃燒室中空氣溫度和壓力急速地增大，然后這種炙熱的空氣與燃燒產物相混合的氣體，便以更大的速度從發動機噴管噴射出來。噴氣流的速度比進口的空氣速度大得多，因而就造成反作用推力，使得飛機運動。氣流噴出速度愈大，推力也就愈大。 [1] 

工作程序

編輯

沒有壓氣機，不能在靜止的條件下起動，所以不宜作為普通飛機的動力裝置，而常與別的發動機配合使用，成為組合式動力裝置。如沖壓發動機與火箭發動機組合，沖壓發動機與渦噴發動機或渦扇發動機組合等。安裝組合式動力裝置的飛行器，在起飛時開動火箭發動機、渦噴或渦扇發動機，待飛行速度足夠使沖壓發動機正常工作的時，再使用沖壓發動機而關閉與之配合工作的發動機；在著陸階段，當飛行器的飛行速度降低至沖壓發動機不能正常工作時，又重新起動與之配合的發動機。如果沖壓發動機作為飛行器的動力裝置單獨使用時，則這種飛行器必須由其他飛行器攜帶至空中并具有一定速度時，才能將沖壓發動機起動后投放。沖壓發動機或組合式沖壓發動機一般用于彈和超音速或亞音速靶機上。

工作原理

沖壓發動機只有三個主要部件——擴壓器，燃燒室和尾噴管。雖然它只由很簡單的三個管道形的部件構成，但是它可以發出非常大的推力，并且推力隨飛行速度的增大而迅速增大。例如，一個橫截面只有1平方公尺的沖壓發動機在11公里高空，以速度為3.5倍音速飛行時(M=3.5)，可以產生推力大約是30，000公斤(即30噸)。這時它推進的功率達到414，000匹馬力，這相當于200個火車頭的功率。若是在低空飛行，由于空氣密度大功率還要增加。這樣一臺發動機有多重呢？多不會超過1噸。從這里可以看到它強大的工作能力。 [3] 

特點

編輯

沖壓發動機結構簡單，重量輕，推重比大，成本低。在飛行馬赫數大于3的條件下使用,有較高的經濟性。它的缺點是不能自行起動，須用其他發動機作為助推器，而且只有飛行器達到一定飛行速度后才能有效工作。它一般使用煤油做為燃料。

由于它具有這種優良的特點——推力大、重量輕，因此非常適合于高空高速飛行。目前的高速度約為4倍音速(相當于4400公里/小時)，高度可達30公里以上。但這數值還不是它的極限，估計以后它的飛行高度、速度還要進一步提高。

分類

編輯

按應用范圍劃分，沖壓發動機分為亞音速、超音速、高超音速三類。

亞音速沖壓發動機

亞音速沖壓發動機使用擴散形進氣道和收斂形噴管，以航空煤油為燃料。飛行時增壓比不超過 1.89，飛行馬赫數小于0.5時一般不能正常工作。亞音速沖壓發動機用在亞音速航空器上，如亞音速靶機。

超音速沖壓發動機

超音速沖壓發動機采用超音速進氣道（燃燒室入口為亞音速氣流）和收斂形或收斂擴散形噴管，用航空煤油或烴類燃料。超音速沖壓發動機的推進速度為亞音速到6倍音速，用于超音速靶機和地對空彈（一般與固體火箭發動機相配合）。 [4] 

高超音速沖壓發動機

這種發動機燃燒在超音速下進行，使用烴類燃料或液氫燃料，飛行馬赫數高達5～16，目前高超音速沖壓發動機正處于研制之中。 超音速燃燒沖壓發動機是一種以超音速燃燒為特色的沖壓發動機,在高速時，需要超音速燃燒來保證較高的燃料利用率。（簡稱超燃沖壓發動機）由于超音速沖壓發動機的燃燒室入口為亞音速氣流，也有將前兩類發動機統稱為亞音速沖壓發動機，而將第三種發動機稱為超音速沖壓發動機。（這種發動機運用的代表有美國的X-43A、X-51A“乘波者”高超音速試驗機