"佩刀"（SABRE）發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),是一款創(chuàng)新性的協(xié)同吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。通過(guò)回顧艾倫·邦德在"佩刀"發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)中發(fā)揮的作用,介紹了"佩刀"發(fā)動(dòng)機(jī)組成和采用的新技術(shù),分析了吸氣式和火箭式兩種工作模態(tài)及相應(yīng)工作原理,展望了"佩刀"發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛的應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：科技導(dǎo)報(bào). 2020,38(12)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

液化空氣循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)（LACE）結(jié)構(gòu)示意

艾倫·邦德認(rèn)為可以通過(guò)減少冷卻空氣的氫量以提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，還提出需研制更輕質(zhì)、更有效的熱交換器。當(dāng)時(shí)影響熱交換器效率的最大問(wèn)題是結(jié)霜問(wèn)題，羅爾斯-羅伊斯公司依據(jù)艾倫·邦德的想法進(jìn)行了試驗(yàn)，證實(shí)可成功解決結(jié)霜問(wèn)題使得熱交換器更為有效。液化空氣循環(huán)中冷卻用液氫比燃燒所需的氫燃料多，若將這些多余的氫通入燃燒室進(jìn)行燃燒會(huì)降低燃燒效率，故艾倫·邦德提議將經(jīng)過(guò)熱交換器后的氫排放掉，提高燃燒室的燃燒效率。隨著研究的逐步深入，艾倫·邦德發(fā)現(xiàn)如增加一個(gè)溢流系統(tǒng)，將多余的空氣通過(guò)噴管排出，可補(bǔ)充部分推力，還可在溢流涵道出口處加裝燃燒室，構(gòu)成簡(jiǎn)單的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，利用排放的氫作為燃料，提高燃料利用率并能增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力，使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提高。采用這種新型循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)叫做RB545“燕子”吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，其循環(huán)模式如圖2所示[4]。最初在英國(guó)政府的支持下，羅爾斯-羅伊斯公司和英國(guó)宇航公司共同投資，合作開(kāi)展HOTOL空天飛機(jī)及RB545發(fā)動(dòng)機(jī)的研制。但最終由于國(guó)際形勢(shì)的變化和英國(guó)政府中斷投資，1988年，HOTOL計(jì)劃被迫終止。

1989年，艾倫·邦德（圖3，左一）不甘于HOTOL計(jì)劃的夭折，與2名火箭工程師理查德·瓦威爾、約翰·斯科特一同成立了REL，并自籌資金繼續(xù)對(duì)HOTOL計(jì)劃中的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)研究。“佩刀”發(fā)動(dòng)機(jī)由此誕生。“佩刀”發(fā)動(dòng)機(jī)（圖4）分成核心機(jī)和機(jī)艙兩部分。核心機(jī)由2個(gè)獨(dú)立的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和1個(gè)空氣供應(yīng)系統(tǒng)組成。機(jī)艙由1個(gè)進(jìn)氣道、多個(gè)外涵沖壓燃燒室組成。“佩刀”發(fā)動(dòng)機(jī)以氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為核心，利用了航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道和壓氣機(jī)技術(shù)、亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)以及閉式氦氣布雷頓循環(huán)技術(shù)，是4種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。為提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，“佩刀”發(fā)動(dòng)機(jī)在原RB545發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中引入了第三流體循環(huán)——氦循環(huán)，利用液氫冷卻氦氣，再利用低溫氦冷卻來(lái)流[4]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SABRE吸氣模式熱力循環(huán)及預(yù)冷器性能分析[J]. 楊新壘,聶萬(wàn)勝,劉曉慧.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2018(01)
[2]SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣模式下氦氣閉式循環(huán)特性分析[J]. 張志剛,陳靜敏,李志永,段晰懷,鄭日恒.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2016(02)
[3]英國(guó)“云霄塔”空天飛機(jī)的最新進(jìn)展[J]. 康開(kāi)華.  國(guó)際太空. 2014(07)
[4]云霄塔空天飛機(jī)的最終試驗(yàn)前景未卜[J]. 周軍,邢婭.  飛航導(dǎo)彈. 2014(01)
[5]SKYLON飛行器與SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)研究[J]. 牛文,李文杰.  飛航導(dǎo)彈. 2013(03)



本文編號(hào)：3550495