“飞天一号”工作模式猜想
7月4日“飞天一号”发射,是世界第一次组合动力火箭成功实验,真是振奋人心。将军和TSTO马上就专题搞了一期观棋。我听了以后,结合网上查的资料,大概猜想一下其工作过程,有不对的地方请共同讨论。
“飞天一号”工作过程大概是这样,(1)起飞,引射火箭模式,这里时候可以利用引射抽吸效果吸入空气实现推力增强;
(2)加速到马赫2.5左右,启动亚燃冲压模式,逐步减少自携带的氧化剂消耗;(1)和(2)这两者都是属于亚音速下的燃烧,是需要维持拉瓦尔喷管构型增加推力的。
上图是拉瓦尔喷管的简单原理图,可以看到有压缩段的构型,称之为“喉道”。
(3)飞天一号速度继续增加,在马赫6的时候,转换为超燃冲压模式,超燃冲压是不需要拉瓦尔喷管的。如果拉瓦尔喷管是机械喉道,根本不可能很好地完成这种转化,因为状态过渡的过程很复杂。我们工程师完美地想到了对应方式:在喷管壁搞一圈燃烧喷口,用燃烧气体的方式形成类似的“喉道”结构,这就是“热力喉道”。超燃冲压模式下,关闭燃烧口,“热力喉道”就消失了。
(4)火箭继续上升高度,这时候稀薄的空气使超燃冲压不能维持足够的推力,注入自携带氧化剂进行补强,这就是“火箭/超燃”模式。(TSTO没有说什么时候超燃冲压推力不足)
(5)冲出大气层,完全没有外部氧气吸入,又转变为纯粹的火箭模式。
飞天一号是世界上首次火箭基组合动力循环(RBCC)的第一次成功实证,可喜可贺。