对亚燃煤油凝胶冲压发动机的研究，主要有两种方法：一是实验研究，二是数值模拟。前者需要大量的财力和时间，但能得到比较精确可信的数据；后者则显得经济、简单，能够从理论上分析发动机的性能特性。本论文主要进行数值模拟计算。概括起来，本课题的主要研究内容包括：

1）研究单锥和双锥进气道的设计计算

2）研究液体燃料冲压发动机燃烧室性能计算方法；

3）研究进气道、燃烧室、喷管等各部件的匹配设计与计算；

4）编写煤油冲压发动机进气道设计计算及性能计算程序；

5）典型煤油冲压发动机性能参数的计算与分析。

2  液体燃料冲压发动机基本结构及作用

2。1  液体燃料冲压发动机整体组成

    如图2。1所示，液体燃料冲压发动机主要由超声速进气道、燃烧室、尾喷管三大部分组成。燃烧室通常包括点火器、火焰稳定器、预燃室、喷油环等组成。

    为了计算和叙述的方便，将液体燃料冲压发动机沿流动方向分为7个特征截面。图中， 表示被进气道捕获的自由流截面； 表示进气道的进口截面； 表示为进气道的出口截面； 表示凹腔入口截面； 表示燃烧室的入口截面； 表示燃烧室的出口截面； 表示喷管的喉部截面； 表示喷管的出口截面。

图2。1 液体燃料冲压发动机模型

2。2  冲压发动机进气道

发动机的进气道，主要起着压缩来流空气的作用，包括进气口和扩压器两个部分。按照对气流压缩形式的不同，可以把进气道分为内压式进气道、外压式进气道和混压式进气道三种[7]。

（a）内压式进气道           （b）外压式进气道           （c）混压式进气道

图2。2超声速进气道基本类型

图2。2（a）的内压式进气道，通过“收缩——扩张”型通道，来流的超声速压缩在内部进行，超声速气流可以被减速到亚声速。其最大优点就是外阻力和总压损失通常都很小，最大的缺陷就是由于内压式进气道的几何面积内收缩一般比较大，往往存在“起动”问题。正是因为存在严重的起动问题，因此内压式进气道还没得到实际应用。

图2。2（b）为外压式进气道，对来流的超声速压缩部分是在进气道进口之前完成的。经过一系列斜激波减速增压，然后在进气道进口截面处经过一道正激波而被降为亚声速气流。其最大的优点是其结构简单，没有内部收缩通道，故不存在起动的问题。最大的缺陷就是外阻力较大，总压恢复系数也相对较低。文献综述

图2。2（c）为混压式进气道简图，顾名思义，混压式进气道兼有外部超声速压缩和内部超声速压缩，即超声速来流在进气道进口之前只经过一系列斜激波压缩而在唇口截面形成斜激波，使得气流在进气道进口任然保持超声速流动，然后再进气道进口之后的某个位置通过正激波而被降为亚声速。总体来说，混压式进气道兼有外压式和内压式进气道的优点，并缓和或部分地弥补了二者的缺陷，即外阻较小，总压损失较小，起动问题也能比较容易的解决。

2。3  燃烧室内相关部件及其作用

    燃烧室作为发动机的关键部件,对整个发动机系统性能的发挥具有举足轻重的作用[8]。冲压发动机的燃烧室是将燃料的化学能转化为热能的部件。来流空气经过进气道的减速、增压后进入燃烧室内，燃烧室提供燃料进行燃烧，将燃料的化学能转化为热焓，提高来流气体的总温。其中主要的部件有预燃烧室、喷油环、火焰筒等[9]。