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洛林冲压发动机:历史与测试

文章描述了勒内·洛林发明冲压发动机及其在苏联、德国和美国的发展。在I-15、LaGG-3、P-51飞机和利皮施项目上的实验均有考虑。分析了工作原理和局限性。

冲压发动机:从洛林管到战斗机飞行
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冲压发动机:从洛伦构想到实验项目

1908年,勒内·洛伦提出了一种基于活塞内燃机的直喷发动机,将废气导入喷嘴而非排气管。这预示了不更换主螺旋桨即可提供辅助推力的理念。到1913年,他发展出冲压发动机(ramjet)概念,在风洞中用收敛管道内的燃烧器演示了推力。

概念与早期实验

洛伦预见到螺旋桨发动机在高速下的局限:翼载300 kg/m²时,螺旋桨效率下降。他的“空中鱼雷”——一款500 kg无人飞行器携带200 kg炸药——源于1910年项目。冲压发动机完全依赖来流空气:空气经进气道扩散器压缩、燃烧器加热后通过喷嘴加速。

“洛伦管”示意图悬挂在风洞中,通过杠杆和测力计测试。无燃烧时,气流将装置向后推;点燃燃烧器后,推力抵消此力。这证明了无需涡轮或外部压气机的喷气原理。

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洛伦将冲压发动机安装于机身鼻部,仅配最小化机翼和尾翼,强调简洁:无活动部件意味着更高可靠性。这一想法吸引了罗伯特·埃斯诺-佩尔特里,但仍停留在理论阶段。

苏联冲压发动机发展

B.S. 斯特奇金研究洛伦理论,影响了GIRD。1933年,该组织进行飞行测试:76 mm炮弹壳内的冲压发动机使用磷燃料,将射程延长1 km。

1939年,伊戈尔·梅库洛夫为I-15bis研制DM-2:双发动机安装在双翼下机翼下方。在I-153、Yak-7B和LaGG-3上测试。飞行员在战斗中激活冲压发动机用于追击,以活塞发动机为主。

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  • I-15bis:1940年1月25日首飞;着陆时发动机燃烧召来消防队。
  • LaGG-3:邦达留克的冲压发动机因另一架飞机螺旋桨尾流涡旋而在地面熄火,险些烧毁机库。

考虑用于BI和“302”巡航,配助推火箭发动机。

德国与美国项目

德国人称冲压发动机为“洛伦管”。亚历山大·利皮施将其集成到P.13a飞翼中:低展弦比三角翼,配备平板燃烧室和喷嘴,燃料为压缩煤粉。滑翔机经风洞测试:翼型失败,但理念促成P-92(火箭+圆柱冲压),继而XF-92A涡喷机。

欧根·桑格尔在“银鸟”后研究冲压发动机。姆斯季斯拉夫·凯尔迪什建议用于火箭飞机平滑滑翔轰炸。冯·布劳恩的A-6——带翼A4b(V-2变型)——在尾部加装冲压发动机。

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美国人在P-51D野马和P-80A流星上安装:马夸特翼下助推吊舱用于速度爆发。

演进与局限

冲压发动机用作加速器:结构简单,但依赖速度(M=0.3–0.4点火)。燃料包括煤油、汽油或固体混合物。缺点:低速效率差、过热、燃烧不稳。

项目路径从理论到实践:

  • 静试推力演示。
  • 活塞飞机飞行实验。
  • 集成到巡航导弹和飞翼。

尽管涡喷机胜出,冲压原理支撑高超音速系统。

关键要点

  • 洛伦1913年发明冲压发动机,作为超音速螺旋桨替代。
  • 苏联DM-2装于双翼机和LaGG-3飞行。
  • 利皮施嵌入三角翼,用煤燃料高速飞行。
  • 局限:需来流空气,无法静止启动。
  • 影响导弹和截击机涡喷时代前项目。

— Editorial Team

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