清华大学学报(自然科学版)

作者：裴希同, 王兵, 齐承鲁, 钱秋朦, 谢峤峰, 李子万, 王鑫煜

单位：1. 清华大学 航空发动机研究院, 北京 100084,2. 山东大学 热科学与工程研究中心, 济南 250061,3. 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院, 北京 100191,4. 太行实验室, 成都 610000

关键词：组合循环发动机,模态转换,推力陷阱,进排气系统,整机集成

基金：国家自然科学基金重点项目(12441201)

涡轮冲压组合循环发动机是高超声速飞行器实现宽速域、大空域和水平起降等飞行能力的理想动力装置, 由航空燃气涡轮发动机与冲压发动机组合而成, 是当前以及未来空天领域研究的重点。涡轮冲压组合循环发动机在宽速域(Ma为0~7.0)运行时, 存在涡轮发动机与冲压发动机之间的模态转换。模态转换过程需要各部件和系统间密切配合和协同调控, 具有涉及学科范围广、技术复杂度高和实现难度大等特点, 已成为制约涡轮冲压组合循环发动机技术发展的关键问题。该文首先系统总结了世界各国或组织对于涡轮冲压组合循环发动机的研究进展, 分析了模态转换过程存在的“推力陷阱”和整机多部件协同调控等问题; 随后, 从进气系统设计及调节技术, 高性能涡轮及冲压发动机整机设计与火箭助燃增推技术, 排气系统设计及调节技术, 组合发动机系统集成、模态转换控制与试验测试技术等4个维度进行综述, 并详细对比分析了不同类型的关键技术, 总结了各类关键技术的研究进展。结果表明, 进气系统非设计点性能与多物理场耦合设计、旋转爆震新型燃烧技术研发、三维喷管调控与多流道协同匹配技术研发和全链条研发体系建设将成为涡轮冲压组合循环发动机领域未来研究的重点。该文研究结果可为涡轮冲压组合循环发动机技术从理论研究迈向工程应用奠定基础。

来源：2025年第12期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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