用于超声速民机的变循环发动机研究进展

王占学，郝 旺，张晓博，周 莉

（西北工业大学动力与能源学院，西安710129）

0 引言

20 世纪60 年代，美、英、法和前苏联开始研制超声速民机。然而，在研发第1 代超声速民机的过程中，各研究机构皆遭遇动力不“适”的难题。例如，作为惟一投入商业运营的超声速民机——由英、法2 国联合研制的“协和”式民机（安装了4 台Olympus 593加力式双转子涡喷发动机）最终因高噪声和经济性差的问题而退出历史舞台[1]；前苏联的图-144（安装了4台NK144 加力式双转子涡扇发动机）虽是最早首飞的超声速民机，但由于设计仓促而引发的技术问题导致灾难不断[2-3]；美国在超声速运输机（Supersonic Transport ，SST）计划下的波音 2707（安装了 4 台 GE4单转子加力涡喷发动机）虽然设计指标更高（马赫数2.7，载客234人），但也由于发动机噪声、臭氧层破坏、经济性等问题无法解决而胎死腹中[4]。这些飞机无论因为经济性不高还是因环保不达标（噪声和排放问题）而失败，究其根本都与没有理想的动力装置有关。

虽然在第1 代超声速民机的研究热潮中各国皆铩羽而归，但这并未影响研究人员将民航运输推向超声速的雄心。众所周知，亚声速民机的主流动力装置是大涵道比涡扇发动机，但大涵道比涡扇发动机不适用于超声速飞行。若采用小涵道比涡扇甚至是涡喷发动机作为超声速民机的动力装置，其较高的排气速度会导致起飞噪声较大，且高的排气速度使得推进效率显著降低，亚声速时的耗油率较高，会重蹈第1 代超声速民机研究的覆辙。因此，急需一种兼具涡喷发动机的超声速特性和涡扇发动机的噪声和经济特性的推进系统。……