超音速冲压喷气发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速,使空气提高静压的一种
空气喷气发动机。
这种发动机
压缩空气的方法,是靠飞行器高速飞行时的相对气流进入发动机进气道中减速,将动能转变成压力能(例如进气速度为3倍音速时,理论上可使空气压力提高37倍)。
冲压发动机的工作时,
高速气流迎面向发动机吹来,在进气道内扩张减速,气压和温度升高后进入燃烧室与燃油(一般为煤油)混合燃烧,将温度提高到2000一2200℃甚至更高,高温燃气随后经推进喷管膨胀加速,由喷口高速排出而产生推力。冲压发动机的推力与进气速度有关,如进气速度为3倍音速时,在地面产生的静推力可以超过200千牛。
冲压发动机的构造简单、重量轻、
推重比大、成本低。但因没有压气机,不能在静止的条件下起动,所以不宜作为普通飞机的动力装置,而常与别的发动机配合使用,成为组合式动力装置。如冲压发动机与
火箭发动机组合,冲压发动机与
涡喷发动机或
涡扇发动机组合等。安装组合式动力装置的飞行器,在起飞时开动火箭发动机、涡喷或涡扇发动机,待飞行速度足够使冲压发动机正常工作的时,再使用冲压发动机而关闭与之配合工作的发动机;在着陆阶段,当飞行器的飞行速度降低至冲压发动机不能正常工作时,又重新起动与之配合的发动机。如果冲压发动机作为飞行器的动力装置单独使用时,则这种飞行器必须由其他飞行器携带至空中并具有一定速度时,才能将冲压发动机起动后投放。冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹和超音速或
亚音速靶机上。
亚音速冲压发动机使用扩散形进气道和收敛形喷管,以
航空煤油为燃料。飞行时
增压比不超过 1.89,
飞行马赫数小于0.5时一般不能正常工作。亚音速冲压发动机用在亚音速
航空器上,如亚音速靶机。
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)和收敛形或收敛扩散形喷管,用航空煤油或
烃类燃料。超音速冲压发动机的推进速度为亚音速到6倍音速,用于超音速靶机和
地对空导弹(一般与
固体火箭发动机相配合)。
这种发动机燃烧在超音速下进行,使用烃类燃料或液氢燃料,飞行马赫数高达5~16,高超音速冲压发动机正处于研制之中。 由于超音速冲压发动机的燃烧室入口为亚音速气流,也有将前两类发动机统称为亚音速冲压发动机,而将第三种发动机称为超音速冲压发动机。