S-发动机技术特点
S-发动机由进气道、预冷却器、核心机、加力燃烧室和喷管组成(图1),发动机主要技术参数如表2所示。
以马赫数5巡航飞行时,发动机进口滞止温度将达到1000℃,超过了常规涡轮喷气发动机进口温度限制。为了解决此问题,S-发动机采用了预冷却技术,利用液氢冷却来流空气,将温度降低到300℃左右。另一方面,通过冷却使来流空气密度增大从而增加推力,能够保持发动机从马赫数0到5连续工作。
S-发动机的主要部件详情如下:
可变几何的进气道:采用矩形进气道,相比于圆形进气道拥有更大的喉道高度和更简单的调节机制,进气道内有3块斜板,其中后两个斜板可调以控制波系,将来流速度从马赫数5降低到马赫数1,2003~2004年,进气道部件试验成功进行。
预冷却器:预冷却器是一种壳体管路型的热交换器,形状为矩形,与进气道匹配,由1296个长320mm、外径2mm的不锈钢管组成,钢管壁厚为0.15mm,管路间距比ATREX发动机增加一倍,已解决预冷却器最核心的技术难题——结霜问题。预冷却器热交换率约120kW。
核心机:流量仅为1.1kg/s,因此采用单转子设计,由较为简单的斜流压气机、回流环形燃烧室和单级轴流涡轮组成。加力燃烧室:火焰稳定器同时作为燃油喷嘴。通过改变火焰稳定器的形状增强掺混能力。可变几何尾喷管:采用复合材料,可通过调节喷管面积控制燃烧压力。总之,S-发动机的特点是采用单转子涡轮喷气发动机加装预冷却器和加力燃烧室,构成高速涡轮发动机,发动机只有单一流道,不需采用模态转换可实现马赫数5的飞行。