吸氣發動機一定比火箭發動機更經濟嗎?

時間 2021-05-30 12:28:56

1樓:[已重置]

如果比較的是等效比衝,在噴氣發動機的包線範圍內,火箭發動機是不會超過噴氣發動機的。

不過經濟性不是簡單的比較等效比衝。

噴氣發動機普遍具有這麼幾點問題:

1.包線範圍過小,大涵道渦扇只適合亞音速,渦輪噴氣只適合3馬赫以下,沖壓發動機也只能飛2-7馬赫的範圍。而且即使在這個包線範圍內也不全是經濟航速,不同速度下推力不同。

2.迎風面積大,阻力過大,因為需要進氣機構,而火箭發動機不受此影響。

3.火箭發動機的推重比和密度功率是所有熱機裡面最高的,高推重比才能夠保證幹質比,這個在航天上也很關鍵。

考慮到噴氣發動機還需要進氣道等結構,實際推重比的差距只會更大。

具體的經濟性還是要看任務。

飛亞音速自然是大涵道渦扇最好。民航用火箭自然是要賠死。

速度在2-7馬赫的飛彈沖壓會佔據一定優勢。

航天發射是乙個需要從地面加速到第一宇宙速度,並具有一定軌道高度的任務。大多數做功噴氣發動機是幫不上忙的,所以純粹化學火箭發動機才是最優選擇。

低空低馬赫數有噴氣發動機,進入太空以後電推或者核火箭相比化學火箭或許是更優選擇。但是入軌時一樣不堪用,推重比太低了。而且因為作為核火箭工質的氫氣分子量小,雖然在真空中可以帶來比衝收益,地面比衝卻很低。

但是綜合結構簡單,飛行包線能夠勝任全入軌,與此同時推重比要高的優點,火箭發動機毫無疑問在執行入軌任務當中是完勝的,也是最經濟的。

最後再補充一點,沖壓發動機的等效比衝相比渦噴發動機較差,相比火箭發動機並沒有壓倒性優勢,在部分區間只是略高於火箭發動機。

再考慮到沖壓發動機需要進氣道,結構複雜,幹質比低,阻力大,速度有最低限制等因素,即使在沖壓發動機工作速度區間的2-7馬赫,一樣有很多任務作包給了火箭發動機。比如防空飛彈,類似於黃銅騎士那樣的沖壓彈只是少數,目前也已經被時代所淘汰了。

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