吸气发动机

吸气发动机自身只携带燃烧剂 （燃料）， 燃烧所需的氧化剂则取自周围空气中的氧。 燃料与空气掺混燃烧产生的高温燃气在喷管中加速为高速气流， 通过高速喷射获得反作用推力。 吸气发动机需要利用空气中的氧气， 同时空气也是其主要工质， 因此吸气发动机只能在大气层中工作， 其工作性能与飞行器的速度、 高度等飞行条件密切相关。 吸气发动机又称为通管推进装置 （duct propulsion device）， 包括涡轮喷气发动机 （turbojet） 和冲压发动机（ramjet） 等， 如图1-2 （a） 和图1-2 （b） 所示。

图1－2 吸气发动机

（a） 涡轮喷气发动机； （b） 冲压发动机

冲压发动机以冲压方式吸入空气， 利用空气中的氧与燃料进行燃烧反应。 冲压发动机的优点主要是：

（1） 推力比涡喷发动机大， 经济性比火箭发动机好。

（2） 构造简单、 质量小、 成本低。

（3） 无转动部件，不存在高温转动部件的冷却问题，进气道和发动机可设计成任何形状。

（4） 无涡轮叶片耐热性限制， 即允许更高的燃烧温度， 以产生更大推力。

冲压发动机的缺点也是明显的， 主要包括：

（1） 冲压发动机不具备起飞能力， 一般不能自行起动， 需借助助推装置达到所需的飞行速度。

（2） 飞行速度低时性能差、 效率低。 冲压发动机只有在超声速飞行时才能达到较高的比冲值， 较适合在超声速 （飞行马赫数2.0～3.0） 条件下工作。

（3） 对飞行状态的改变敏感。 当偏离设计点时发动机性能很快恶化， 需对某些部件（如扩压器、 尾喷管） 进行调节， 否则工作范围很窄。

（4） 单位迎面推力较小。 单位迎面推力的值越小， 表示阻力越大， 发动机提供推力的能力越小。

根据使用的燃料， 可以将冲压发动机分为固体推进剂冲压发动机和液体推进剂冲压发动机两类。 固体推进剂冲压发动机按结构和工作原理又可以分为以下三类。

（1） 固体火箭冲压发动机 （又称管道火箭， ducted rocket， DR）。 这种发动机将火箭与冲压发动机组合在一起， 是目前技术最成熟、 应用最广泛的一种冲压发动机。

（2） 固体燃料冲压发动机 （solid fuel ramjet， SFRJ）。 这种发动机采用固体燃料与冲压空气在突扩燃烧室内混合燃烧的技术， 使发动机结构更简单紧凑、 效率更高。

（3） 整体式冲压发动机 （又称集成式冲压发动机， integral ramjet）。 这是一种将固体火箭发动机与固体火箭冲压发动机集成在一起的组合推进装置， 其中， 固体火箭发动机提供助推动力， 当飞行器达到所需的超声速后冲压发动机才开始工作。