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    由于SFRJ具有一系列的优点,自从其工作原理被提出以来以后,很多国家都对它进行了多方面的研究,并提出了一些理论研究成果与工程应用经验。
    1  固体燃料冲压发动机应用研究现状
    自1913年法国科学家勒内﹒洛兰(Rene﹒Lorin)提出了冲压发动机的工作原理以来,经过几代专家学者的不断努力,冲压发动机的工作原理得到了不断的发展与丰富,其部分关键技术得到了突破。目前SFRJ已经在实际工程中得到部分应用。26675
    1976年,美国的海军武器中心和喷气推进实验室共同对SFRJ作为推进装置进行了论证。1980年,在美国刘易斯实验室对发动机的自由射流进行实验。1999年,美国海军对以SFRJ为动力装置的地对空导弹进行研究,采用Rail/VLS作为发射装置,弹径为229mm,巡航速度为5~6马赫,射程1600km,可在8000英尺高度范围内巡航,目前该项目还未在在实际工程中应用,仍然处于实验研究阶段。2000年,洛马公司计划把碳/碳技术和固体燃料用于高超声速的SFRJ,并在2002年成功验证了该计划,发动机在5马赫时开始工作,续航速度为2.7马赫。同年,该公司成功进行了SFRJ同尺寸样机在大于5.5马赫数下的巡航飞行试验[6]。论文网
    20世纪80年代开始,美国开始将SFRJ技术应用于炮弹增程。1984年,美国陆军弹道实验室进行了75mmSFRJ旋转稳定坦克训练弹的研究工作。如图1.2,是75mmSFRJ旋转稳定弹的结构示意图。研究表明,炮弹的高速旋转和飞行速度对发动机的工作影响很大。此后,美国将SFRJ应用于反坦克增程弹,弹径为203mm,即“先进间接发射系统”,简称AIFS,如图1.3所示。并对此增程弹进行了飞行试验,发射装置为M110A-2加农炮,其射程为60km。目前,美国在研的增程炮弹有155mm和127mm两种,射程分别可达到80km和70km[6-8]。
     美国75mm SFRJ旋转稳定弹
    图1.2  美国75mm SFRJ旋转稳定弹
     
    图1.3  美国203mm反坦克增程弹
    目前美国正在研制射程大于300km的巡航飞行超远程先进弹药,该弹药使用火炮进行发射,当弹丸飞行到10km高的弹道顶点时,冲压发动机开始工作,进入巡航飞行阶段,并将持续飞行超过200km以上,发动机工作结束后弹丸就进入无动力滑翔阶段[8]。
    1993年,南非开始对SFRJ用于动能侵彻弹进行研究,他们以丁羟(C15H240)为固体燃料,并成功完成了在马赫数为4的工作条件下的相关数值仿真和各项实验研究。1998年,南非开始对155mmSFRJ增程炮弹(如图1.4)进行研制,并在2001年以45CAL火炮为发射装置进行了飞行实验[9],炮口速度为900mm/s,发射6发炮弹,其中3发成功点火,射程在55km左右。
                
    图1.4 南非155mmSFRJ增程炮弹                图1.5 瑞典40mmSFRJ增程炮弹
    20世纪80年代末,瑞典国防研究院提出了一种简易的SFRJ增程炮弹的设计方案,开始对一种旋转稳定、SFRJ作为动力装置的防空炮弹进行研究[10]。如图1.5所示,该炮弹弹径为40mm,弹长尾200mm,飞行马赫数为4.3,固体燃料燃烧时间约2~3s。
    1995年以来,瑞典国防研究院和荷兰应用科学研究院合作研究155mmSFRJ增程榴弹,如图1.6所示。2001年成功进行了飞行试验,炮弹的最大飞行马赫数为4,射程为3km,发动机的工作时间大于4s,但是出现了比较严重的点火问题[11]。
     
    图1.6  瑞典和荷兰研制的155mmSFRJ增程榴弹
    1998年,印度理工学院提出了155mmSFRJ增程炮弹的设计方案,如图1.7所示。炮弹发射初速大于2马赫,发动机工作结束后马赫数可达到4,增程效果显著[12]。目前,该方案的部分关键技术仍然没有得到突破。
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