涡喷发动机?火箭发动机？我国ATR组合发动机全新状态试车 ...

长期以来。人类利用各类轨道飞行器、空间飞行器和航空飞行器频繁活动在地球轨道和距地面20km以内的大气层内。而对处于二者之间的约20～100km的临近空间区域关注较少。近年来。随着科技水平发展和作战理念的改变，处于空天之间的临近空间逐渐成为现代空天一体化作战的重要战略领域。临近空间各类飞行器向上可探测、威胁卫星等天基平台，向下可跟踪、观测或攻击航空器等空基平台甚至地面目标。并可完成侦察、监视、通信和遥测等各种军用、民用任务。因此，世界主要军事强国正在对临近空间平台的应用展开深入研究，以谋求在未来的军事对抗中获取优势及主导地位。
      临近空间飞行器的核心技术之一就是动力系统。临近空间飞行器动力系统基本要求如下：自由进入临近空间的能力，即动力系统工作高度范围要宽广。为飞行器从地面或低空平台进入临近空间提供动力：高空巡航工作能力，动力系统应具有在临近空间范围内持续工作能力．为飞行器驻留临近空间提供动力。同时临近空问飞行器动力系统应具备高性能、轻质量、高可靠、低成本、适应速度范围宽等其它特点。空气涡轮火箭发动机(ATR)是涡轮基组合循环发动机(Turbine-based combined cvcle，TBCC)的一种特殊类型。基本工作原理是：使用独立于空气系统的富燃燃气发生器．驱动涡轮带动压气机工作。大气中的空气经过压气机增压后直接进入涡轮后的燃烧室．在燃烧室内和经过涡轮做功后的富燃燃气进行燃烧，生成高温燃气通过喷管膨胀产生推力。ATR作为火箭发动机和航空发动机的有机融合。其比冲性能高于火箭发动机，推重比高于航空发动机，速度、高度适应范同广。技术难度适中。是可在较短时间内应用于我国临近空间飞行器的新型动力系统。
      1国外发展情况
1．1美国的发展情况
早在1932年。美国火箭之父戈达德就提出了空气涡轮火箭发动机概念，但是由于航空发动机、火箭发动机方面的专业技术跨度。跨领域的空气涡轮火箭发动机没有得到深入研究。随着远程打击、高空高速突防等现代战争概念的提出，地空导弹、空地导弹、无人机等武器装备越来越高，相关各项技术得到蓬勃发展。原先火箭发动机、航空发动机或冲压发动机等传统动力系统．在满足军用飞行平台的低成本、高空高速工作、高速机动等动力要求方面出现困难。ATR工作空域范围大，速域范围宽，结构简单、易于实现等潜力、特点逐渐得到美同军方的重视和认可。从上世纪80年代开始，在美国空军、海军支持下Aemjet、AMCOM、CFD RC、刘易斯研究中心等研究机构和马里兰大学、密苏里大学等高校相继开展了各类ATR试验研究。进行了大量的地面试验．并提出了多种ATR总体应用方案．展示出ATR在战术导弹应用方面的巨大技术优势。Aeroiet公司是美国较早开展ATR技术的单位之一。认为：ATR在亚声速条件类似涡喷发动机、在超声速条件下类似冲压发动机．比同尺寸加力式涡喷发动机具有更大的静推力．能自加速到超声速状态，最大飞行马赫数可达到6。在完成了ATR验证机的地面试验后．CFD研究公司于1999年组装了ATR飞行样机。并参加了飞行试验。ATR飞行样机长约0．76m、直径约为178mm，设计工作点为3Ma、9 km。飞行试验中，导弹很快爬升到7．6km，在2．5Ma的巡航速度下射程超过了90km。在ATR应用方面，CFD研究公司进行了大量研究：利用微型空中发射诱饵(MALD)飞行器更换ATR动力形成新型低成本巡航导弹拦截弹；先进地面火力支援系统(GLFS)将可调推力固体推进剂火箭发动机更换为ATR后射程提高3倍以上．而且大大提高了飞行器任务灵活性；空射对地攻击武器将双推力固体火箭发动机更换为ATR后射程也大幅度提高。除了上述机构外。近年来美国马里兰大学、密苏里大学等高校完成了针对ATR的部分理论研究工作。

            1．2日本的发展情况日本也是最早提出和开展ATR研究的国家之一．日本把ATR和超燃冲压发动机并列为未来运载火箭的动力系统。ATR用作高超声速飞行器或两级入轨∞TO)可往返式空天飞机的推进系统，在6min以内使飞行器沿动压为50kPa的飞行轨迹。从海平面静止状态达到高度为30km、6Ma飞行状态。日本航空航天科学研究所(ISAS)从1986年开始膨胀式循环空气涡轮火箭发动机ATREX的研究。ISAS于1990年研制了进气道直径为300mm的ATR地面缩尺试验件．并从1990年9月到1992年11月期间完成了30次海平面静态试验。总试车时间1190s。1995年为ATREX一500研制了再生冷却燃烧室和空气预冷器。2001年采取了将叶尖涡轮方案改为常规后涡轮、降低涡轮入口温度等改进措
施。随后在ISAS超声速风洞试验室(M1．5～M4．O)和美国格林超声速风洞试验室(M3．5～M6．0)获得了ATR从起飞状态到加速到M6的工作特性。截止2003年，日本共完成包括地面静态试车、地面风洞试车在内63次ATR热试车。
总试车时间为3600s。ATREX原型机的地面试验情况和日本战术武器ATR试验件见图3和图4。目前日本正在执行ATREX飞行验证试验。第一阶段是以固体火箭发动机为动力的飞行试验平台兀1B；第二阶段是以ATR为动力的飞行试
验平台F][’、，。ATR将飞行实验平台从地面静止状态加速到6Ma，利用固体火箭发动机作为二级发动机。将100kg有效载荷送入低轨道。

           综上分析可以看到。ATR作为临近空间动力系统之一，有着非常突出的特点。
      首先，ATR发动机是主动吸气式动力系统，能在零速度下产生推力，工作范围覆盖了从地面到临近空间的高度区间。因此可以成为继火箭发动机、航空发动机常规动力之后．可将飞行器从地面或低空平台送人临近空间的新型动力方案。
它和现有两种动力方案相比有特别之处：
          第一。ATR利用了环境的空气，和火箭发动机相比可以有效降低飞行器推进剂携带量；
          第二，ATR采用了高性能火箭推进剂和涡轮后补燃燃烧技术方案，推重比大．远大于10．而目前最先进的航空发动机推重比也仅接近10；
          第三，ATR工作机理、结构复杂程度也低于现有航空发动机，在工作可靠性、研制成本方面也具有一定的特点。作为一种航空发动机与火箭发动机的组合动力．ATR继承了火箭发动机工作高度范围宽的特性，能够成为临近空间高速飞行器高空巡航的动力。ATR动力系统和其它组合动力方案一样．通过组合满足临近空间飞行器不同飞行阶段对动力系统的要求，而且通过发挥ATR性能高、推重比大、推力调节范围大等技术优势，可以从延长航程、简化推进系统、提高机动性等方面提升I临近空间飞行器的性能。
.         但是，和其它组合动力方案不同的是，ATR具有较强的可实现性，这也是ATR在现阶段的最大优势。ATR工程实现性体现在利用火箭发动机成熟技术，简化了航空发动机压气机、火焰筒等复杂组件，避开了主动吸气式动力技术难点。随着临近空间等新型“战略空间”的开发．ATR因其综合性能高、技术继承性好、可实现性强等特点，势必得到充分的发展和应用。

长期以来。人类利用各类轨道飞行器、空间飞行器和航空飞行器频繁活动在地球轨道和距地面20km以内的大气层内。而对处于二者之间的约20～100km的临近空间区域关注较少。近年来。随着科技水平发展和作战理念的改变，处于空天之间的临近空间逐渐成为现代空天一体化作战的重要战略领域。临近空间各类飞行器向上可探测、威胁卫星等天基平台，向下可跟踪、观测或攻击航空器等空基平台甚至地面目标。并可完成侦察、监视、通信和遥测等各种军用、民用任务。因此，世界主要军事强国正在对临近空间平台的应用展开深入研究，以谋求在未来的军事对抗中获取优势及主导地位。
      临近空间飞行器的核心技术之一就是动力系统。临近空间飞行器动力系统基本要求如下：自由进入临近空间的能力，即动力系统工作高度范围要宽广。为飞行器从地面或低空平台进入临近空间提供动力：高空巡航工作能力，动力系统应具有在临近空间范围内持续工作能力．为飞行器驻留临近空间提供动力。同时临近空问飞行器动力系统应具备高性能、轻质量、高可靠、低成本、适应速度范围宽等其它特点。空气涡轮火箭发动机(ATR)是涡轮基组合循环发动机(Turbine-based combined cvcle，TBCC)的一种特殊类型。基本工作原理是：使用独立于空气系统的富燃燃气发生器．驱动涡轮带动压气机工作。大气中的空气经过压气机增压后直接进入涡轮后的燃烧室．在燃烧室内和经过涡轮做功后的富燃燃气进行燃烧，生成高温燃气通过喷管膨胀产生推力。ATR作为火箭发动机和航空发动机的有机融合。其比冲性能高于火箭发动机，推重比高于航空发动机，速度、高度适应范同广。技术难度适中。是可在较短时间内应用于我国临近空间飞行器的新型动力系统。
      1国外发展情况
1．1美国的发展情况
早在1932年。美国火箭之父戈达德就提出了空气涡轮火箭发动机概念，但是由于航空发动机、火箭发动机方面的专业技术跨度。跨领域的空气涡轮火箭发动机没有得到深入研究。随着远程打击、高空高速突防等现代战争概念的提出，地空导弹、空地导弹、无人机等武器装备越来越高，相关各项技术得到蓬勃发展。原先火箭发动机、航空发动机或冲压发动机等传统动力系统．在满足军用飞行平台的低成本、高空高速工作、高速机动等动力要求方面出现困难。ATR工作空域范围大，速域范围宽，结构简单、易于实现等潜力、特点逐渐得到美同军方的重视和认可。从上世纪80年代开始，在美国空军、海军支持下Aemjet、AMCOM、CFD RC、刘易斯研究中心等研究机构和马里兰大学、密苏里大学等高校相继开展了各类ATR试验研究。进行了大量的地面试验．并提出了多种ATR总体应用方案．展示出ATR在战术导弹应用方面的巨大技术优势。Aeroiet公司是美国较早开展ATR技术的单位之一。认为：ATR在亚声速条件类似涡喷发动机、在超声速条件下类似冲压发动机．比同尺寸加力式涡喷发动机具有更大的静推力．能自加速到超声速状态，最大飞行马赫数可达到6。在完成了ATR验证机的地面试验后．CFD研究公司于1999年组装了ATR飞行样机。并参加了飞行试验。ATR飞行样机长约0．76m、直径约为178mm，设计工作点为3Ma、9 km。飞行试验中，导弹很快爬升到7．6km，在2．5Ma的巡航速度下射程超过了90km。在ATR应用方面，CFD研究公司进行了大量研究：利用微型空中发射诱饵(MALD)飞行器更换ATR动力形成新型低成本巡航导弹拦截弹；先进地面火力支援系统(GLFS)将可调推力固体推进剂火箭发动机更换为ATR后射程提高3倍以上．而且大大提高了飞行器任务灵活性；空射对地攻击武器将双推力固体火箭发动机更换为ATR后射程也大幅度提高。除了上述机构外。近年来美国马里兰大学、密苏里大学等高校完成了针对ATR的部分理论研究工作。

            1．2日本的发展情况日本也是最早提出和开展ATR研究的国家之一．日本把ATR和超燃冲压发动机并列为未来运载火箭的动力系统。ATR用作高超声速飞行器或两级入轨∞TO)可往返式空天飞机的推进系统，在6min以内使飞行器沿动压为50kPa的飞行轨迹。从海平面静止状态达到高度为30km、6Ma飞行状态。日本航空航天科学研究所(ISAS)从1986年开始膨胀式循环空气涡轮火箭发动机ATREX的研究。ISAS于1990年研制了进气道直径为300mm的ATR地面缩尺试验件．并从1990年9月到1992年11月期间完成了30次海平面静态试验。总试车时间1190s。1995年为ATREX一500研制了再生冷却燃烧室和空气预冷器。2001年采取了将叶尖涡轮方案改为常规后涡轮、降低涡轮入口温度等改进措
施。随后在ISAS超声速风洞试验室(M1．5～M4．O)和美国格林超声速风洞试验室(M3．5～M6．0)获得了ATR从起飞状态到加速到M6的工作特性。截止2003年，日本共完成包括地面静态试车、地面风洞试车在内63次ATR热试车。
总试车时间为3600s。ATREX原型机的地面试验情况和日本战术武器ATR试验件见图3和图4。目前日本正在执行ATREX飞行验证试验。第一阶段是以固体火箭发动机为动力的飞行试验平台兀1B；第二阶段是以ATR为动力的飞行试
验平台F][’、，。ATR将飞行实验平台从地面静止状态加速到6Ma，利用固体火箭发动机作为二级发动机。将100kg有效载荷送入低轨道。

           综上分析可以看到。ATR作为临近空间动力系统之一，有着非常突出的特点。
      首先，ATR发动机是主动吸气式动力系统，能在零速度下产生推力，工作范围覆盖了从地面到临近空间的高度区间。因此可以成为继火箭发动机、航空发动机常规动力之后．可将飞行器从地面或低空平台送人临近空间的新型动力方案。
它和现有两种动力方案相比有特别之处：
          第一。ATR利用了环境的空气，和火箭发动机相比可以有效降低飞行器推进剂携带量；
          第二，ATR采用了高性能火箭推进剂和涡轮后补燃燃烧技术方案，推重比大．远大于10．而目前最先进的航空发动机推重比也仅接近10；
          第三，ATR工作机理、结构复杂程度也低于现有航空发动机，在工作可靠性、研制成本方面也具有一定的特点。作为一种航空发动机与火箭发动机的组合动力．ATR继承了火箭发动机工作高度范围宽的特性，能够成为临近空间高速飞行器高空巡航的动力。ATR动力系统和其它组合动力方案一样．通过组合满足临近空间飞行器不同飞行阶段对动力系统的要求，而且通过发挥ATR性能高、推重比大、推力调节范围大等技术优势，可以从延长航程、简化推进系统、提高机动性等方面提升I临近空间飞行器的性能。
.         但是，和其它组合动力方案不同的是，ATR具有较强的可实现性，这也是ATR在现阶段的最大优势。ATR工程实现性体现在利用火箭发动机成熟技术，简化了航空发动机压气机、火焰筒等复杂组件，避开了主动吸气式动力技术难点。随着临近空间等新型“战略空间”的开发．ATR因其综合性能高、技术继承性好、可实现性强等特点，势必得到充分的发展和应用。

这个值得关注一下！ ~

这是空天飞机的发动机？
我以前还以为空天飞机是火箭发动机和冲压发动机两套发动机呢。

亚轨、空天的发动机
新型燃气驱动增压活塞泵在国内首次创新采用四缸联动、行程换向的控制方式实现了流量的连续供应，热试车圆满成功。
——类似XCOR Aerospace的Lynx，说明是给小型飞行器用的。

KC越来越H了

这个要是研制出来，可是战略性的武器呀。

这个要顶，具有划时代意义的东西啊。

这个是不是从侧面证明一些新玩意啊？看得人激动啊。

杂交滴东西，难度也小8了多少，大气层内比不过tbcc，大气层外比不过rbcc。

shopping 发表于 2011-5-6 08:47


ATR就是TBCC的一种

不是很明白这东西。

喜欢这样的8股文！

ATR貌似日本研究的比较多。只能在大气层内飞行，想要把有效载荷发射入轨的的话还要加个上面级火箭。只在大气层内飞行的话虽然速度很快，但是经济型很差，不太可能用做飞机的发动机。用做高超声速巡航导弹的话还是用固体火箭助推加上冲压发动机比较适合吧。

yyy333ddd333 发表于 2011-5-6 12:52


做亚轨无人侦察机，效率不会比D-21的发动机差

新型燃气驱动增压活塞泵在国内首次创新采用四缸联动、行程换向的控制方式实现了流量的连续供应，热试车圆满成功。          ATR是涡轮基组合循环发动机(Turbine-based combined cvcle，TBCC)的一种特殊类型。基本工作原理是：使用独立于空气系统的富燃燃气发生器．驱动涡轮带动压气机工作。大气中的空气经过压气机增的空气经过压气机增压后直接进入涡轮后的燃烧室．在燃烧室内和经过涡轮做功后的富燃燃气进行燃烧，生成高温燃气通过喷管膨胀产生推力。

       3月3日至15日，该重点预研发动机又圆满完成4次动力系统匹配长程试验，标志发动机已具备与总体燃油系统匹配能力，为该型号发动机演示验证试验再树新里程。          ----我国ATR发动机采用煤油作燃料?

5#搞错了，那和LZ说的ATR不是一个东西。那篇文章说的是多型号取得突破，LZ只是强调其中的ATR那部分而已。俺对于【某重点预研项目原理样机首次全系统点火圆满成功，所有参试单元均为自主研发设计，11所成为国内首家掌握该技术的单位。】更感兴趣。。。

来流温度高、热防护难度大，为了确保试验成功，11所科技人员紧锣密鼓进行产品检查，加班加点进行数据分析，对可能出现的故障模式进行充分预想，制定了周密措施和紧急预案，全力以赴确保试验系统正常、有效运行。
       3月3日至15日，该重点预研发动机又圆满完成4次动力系统匹配长程试验，标志发动机已具备与总体燃油系统匹配能力，为该型号发动机演示验证试验再树新里程。


不需要解释了。

回复 2# hswz
高人呀.要加精并置顶呀.....

介个，可以hkc不？

（某重点预研发动机长程联合动力试验五战五捷，按期完成总体下达的目标）据航空航天港老大SPEED的解读，这台是超燃冲压发动机。（某重点预研项目原理样机首次全系统点火圆满成功）这台是RBCC发动机

回复 17# hswz


    多半会是煤油

还需加快速度，国际环境很险恶。

用煤油比冲很差滴！

{:soso_e113:}这个资料很不错。。

上当了，楼上你个洛阳铲铲

看来还是需要我《太阳神的战车》的外一篇来科普到底什么是组合发动机，国外的进展有多前沿

天呐，这是传说中的歼星舰发动机？！

jnjn9988 发表于 2012-12-14 22:50
上当了，楼上你个洛阳铲铲
[:a5:]新手不知道还算挖坟。。

dark_knight 发表于 2012-12-15 13:41
看来还是需要我《太阳神的战车》的外一篇来科普到底什么是组合发动机，国外的进展有多前沿
速度啊亲，持续关注中

dark_knight 发表于 2012-12-15 13:41
看来还是需要我《太阳神的战车》的外一篇来科普到底什么是组合发动机，国外的进展有多前沿
黑大赶紧的……等着买你的字呢，持币以待，你的太阳神战场要是单出一系列，我有了连载也要再入手一本，不过得把一些疏忽的小错误改了，少了个字，少了个0之类的。

这是科学的 呵呵  必然的 高超声速风洞 高空试车台建了一大堆 该出成果了。

上个月看一个军事节目
提到米国高超音速飞行器试射失败
好像是尹老
说 冲压不成熟 我们应该着力研究我们的超燃发动机

这么快就大泄

丰血 发表于 2012-12-15 23:35
上个月看一个军事节目
提到米国高超音速飞行器试射失败
好像是尹老
美国试验的就是超燃冲压，估计是你听错了。超燃冲压本身不是太新的技术，采用碳氢燃料的超燃冲压才是，这个问题一定要搞明白。

yyy333ddd333 发表于 2011-5-6 12:52
ATR貌似日本研究的比较多。只能在大气层内飞行，想要把有效载荷发射入轨的的话还要加个上面级火箭。只在大气 ...
ATR具有比涡轮发动机和冲压发动机宽的飞行包线，因为其带有冲压发动机所没有的压气机，允许在低空低速甚至地面直接启动。但成也萧何败也萧何，在切换到纯火箭模式前，组合循环的临界马赫数不及超燃冲压发动机，最多做到4马赫左右。

shopping 发表于 2011-5-6 08:47
杂交滴东西，难度也小8了多少，大气层内比不过tbcc，大气层外比不过rbcc。
1、这个就是tbcc的一种类型
2、人家强调了使用在临近空间，你们非要直接在行星表面直接进入外层空间……

真专业呀，我有点迷糊了

“在11所党员干部职工的不懈努力下，全所军品科研型号及航天技术应用产业工作稳步展开、有效推进，多型号首试喜迎首季红，以打好“十二五”开局的优异成绩，向建党90周年献礼”
--------
这段话是亮点！

这个已经是去年的了，今年的最新科技还是要看超导无轴陀螺空天载具也就是俗称的飞碟。