超音速!!??
在11000~20000m的同温层内,音速的标准值是1062km/h,而且基本稳定。
二战末期的螺旋桨发动机的战斗机,极速已经到900多公里了,俯冲状态下,就可以实现超音速飞行了,之后涡轮喷气式发动机的使用,更是使飞机进入超音速时代,目前世界各国已装备的,发展中的战斗机,不超个音速,你好意思出来?四代机的超音速巡航都已经实现了。当然,这是超一倍音速。
使用涡轮喷气式发动机的飞机,目前能够达到3倍左右超音速,也就是3马赫。
更高的超音速能力,就是冲压式喷气发动机和火箭发动机了。
冲压发动机本身没有活动的部分,冲压发动机的优势在于构造简单、重量轻、体积小、推重比大、成本低。简单的说就是一个带燃油喷嘴和和点火装置的筒子。冲压喷气发动机目前分为亚音速、超音速、高超音速三类。亚音速冲压发动机以航空煤油为燃料,采用扩散形进气道和收敛形喷管,飞行时增压比不超过1.89。马赫数小于0.5时一般无法工作。超音速冲压发动机采用超音速进气道,燃烧室入口为亚音速气流,采用收敛形或收敛扩散形喷管。用航空煤油或烃类作为燃料。推进速度为亚音速~6倍音速。高超音速冲压发动机使用碳氢燃料或液氢燃料,是一种新颖的发动机,飞行马赫数高达5~16。目前尚处于研制阶段。
但冲压发动机没有压气机,就不能在地面静止情况下启动,所以不适合作为普通飞机的动力装置。通常的解决方法是增加一个助推器,使飞行器获得一定的飞行速度,然后再启动冲压发动机。最常见的助推器为火箭发动机。还有就是,只能在大气层内飞行。
火箭发动机就比较变态了,基本就不用几倍音速衡量了,能把飞船送到月球火星的,考虑的就是第一第二宇宙速度了,每秒7.9公里,每秒11.2公里,你自己算算是多少倍的音速。
涡轮/冲压喷气发动机
涡轮/冲压喷气发动机将涡轮喷气发动机(它常用于马赫数低于3的各种速度)与冲压喷气发动机结合起来,在高马赫数时具有良好的性能。这种发动机的周围是一涵道,前部具有可调进气道,后部是带可调喷口的加力喷管。起飞和加速、以及马赫数3以下的飞行状态下,发动机用常规的涡轮喷气式发动机的工作方式;当飞机加速到马赫数3以上时,其涡轮喷气机构被关闭,气道空气借助于导向叶片绕过压气机,直接流入加力喷管,此时该加力喷管成为冲压喷气发动机的燃烧室。这种发动机适合要求高速飞行并且维持高马赫数巡航状态的飞机,在这些状态下,该发动机是以冲压喷气发动机方式工作的。
涡轮/火箭发动机
与涡轮/冲压喷气发动机的结构相似,一个重要的差异在于它自备燃烧用的氧。这种发动机有一多级涡轮驱动的低压压气机,而驱动涡轮的功率是在火箭型燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。因为燃气温度可高达3500度,在燃气进入涡轮前,需要用额外的燃油喷入燃烧室以供冷却。然后这种富油混合气(燃气)用压气机流来的空气稀释,残余的燃油在常规加力系统中燃烧。虽然这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机小且轻,但是,其油耗更高。这种趋势使它比较适合截击机或者航天器的发射载机。这些飞机要求具有高空高速性能,通常需要有很高的加速性能而无须长的续航时间。
同等体积,质量,成本下,火箭发动机是最可行的超音速推进手段,因为推力多而且不受速度影响。导弹用的其次可行的就是冲压发动机或者VFDR,不过通常还是用火箭助推段或者干脆集成火箭(后者)。
火箭发动机, 涡轮喷射发动机, 涡轮风扇发动机都能帮助飞行器实现超音速飞行.