TBCC推进技术系统国内外研究现状

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国外从上世纪50年代起便开始着手TBCC方面的研究，美国为SR-71黑鸟侦察机设计并制造的推力装置J58[5]，便是最早投入运行的TBCC发动机，SR-71黑鸟侦察机1968年投入工作，能够充分利用涡轮发动机和冲压发动机的最佳性能，其最大工作马赫数可达到马赫3.2，同时其离海平面的最大飞行距离可达到30km。通过进气道气锥位置、旁路放气活门等调节气流以达到低速涡轮工作模态和冲压工作模态的要求，以及完成两种模态之间的稳定过渡。革新涡轮加速器(Revolutionary Turbine Accelerator,可简写为RTA)计划的目的是设计研究并制造涡轮基组合循环推进部件，RTA项目的重点是通过利用先进的科学和生产技术，发展一种革新涡轮加速器使其飞行速度至少可达到马赫4.0，且其操作性能和维修性能得到大大提升。该项目在当时的初期计划是能够在高音声速巡航导弹和初代高超音速攻击机上运用以RTA为背景研制的涡轮基组合循环推进装置，其中途计划是应用在整个地球范围内的迅速到达攻击飞行器，其较为长远的目计划是作为航天飞机的推进装置使其冲出地球引力[6]。RTA推进装置是一台变循环的涡轮基组合发动机，它携带冲压燃烧室，在其进气道内设置一分流板，通过该分流板位置的变化对涡扇工作模态和冲压工作模态进行转换。47988

上世纪80年代末日本投资约3亿美元，开展超音速/高超音速运输推进系统（可简写为HYPR）的研究项目[7]，此次项目选择使用共轴型串联布局。该进气道在马赫数小于3时，工作在涡轮模态，在马赫数大于3飞行时，利用进气道内分流板转换为冲压模态。该项目到1999年3月结束，在该项目基础上，日本于1999年秋天开始了“为次代研究和发展与环境相适应的推进系统用于超音速运输”（ESPR）项目，作为HYPR项目的后继项目，其主要目的是为下一代SST（Supersonic Transport）推进装置研究所需的各项技术。

目前欧洲研发的TBCC推进装置源于LAPCAT项目，LAPCAT项目展示了采用TBCC推进装置的民用高超音速飞机能够完成环绕全球一半航程的可行性。该计划被分为LAPCATⅠ和LAPCATⅡ两个阶段,LAPCATⅠ阶段的大致计划是研究用于保持高超音速飞行的推进概念，并且对使用氢燃料的预冷发动机Scimitar在来流条件为马赫5.0的情况下进行重点跟进，研究结果即选择TBCC方案;LAPCATⅡ阶段的目的是形成巡航速度分别为马赫数5.0和8.0的两种超级远程民用运输机的初步设计方案，并且最终选择了TBCC方案[8]。

俄罗斯从上个世纪60年代便开始对高声速飞行器尤其是对其推进装置开展了大量的研发工作，对TBCC的研制也比较早。1993年，俄罗斯宇航局制订了研究和设计制造组合循环发动机应用于处在领先水平的可多次工作的航天飞机上的项目，中央航空发动机研究院（可简称为CIAM）为主要研制单位。CIAM对TBCC串联方案和并联方案均进行了研究，分析了两种方案各自的优缺点，结果表明并联结构方案要优于串联结构方案，并在之后的研究中倾向于TBCC并联方案。

国内研究概况

1958年，北航开始研制冲压发动机，后同航天部31所共同研制出可实现亚声速和超声速飞行亚燃冲压发动机论文网。在上个世纪70～80年代，我国已经对此开始关注重视并且对TBCC组合循环发动机推进系统展开研究,然而主要是对国外的TBCC推进系统进行跟踪研究。从近几年来看,我国诸多相关的科研院所和高校都继续展开对TBCC推进装置的技术研究,研究内容包括共轴型结构方案和并联型结构方案等。从目前国内外对TBCC推进技术的研究情况来看,我们与许多发达国家相比在TBCC推进技术上的研究有较大的差距,许多关键行的技术有待解决。