速度直奔16马赫,中国超燃冲压发动机获新突破

你敢想象用两个小时就能飞遍全球吗?有了我国的站立式斜爆轰冲压发动机,这些看起来是天方夜谭的事情,都不再是假设。

站立式斜爆轰冲压发动机属于超燃冲压发动机的一种,这是目前世界上最先进的发动机技术之一,在世界上能够掌握其核心技术的国家寥寥无几。而在科研人员的不懈努力下,我国在超燃冲压发动机领域终于有了质的飞跃。

速度直奔16马赫,中国超燃冲压发动机获新突破

超燃发动机的全称叫做“声速燃烧冲压式发动机”,它可以在做功的过程中攀升至高空从空气中得到氧气。不同于一般的发动机需要借助氧化剂,超燃冲压发动机在运行过程中并不需要携带氧化剂,它可以在飞行时直接获得氧气,而这样不仅仅能够减轻发动机整体的质量,同时也能够在消耗相同质量推进剂的条件下,产生更大的推力动力。实际上,这一技术的原理是十分简单的,甚至超燃冲压发动机理论被发现、提出的时间还要早于涡轮喷气发动机。冲压发动机是利用超音速,使得飞行过程中的空气进入发动机内与燃料混合进行燃烧,产生动力。

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一般而言,超燃冲压发动机所产生的推力能量相当于一枚普通航天火箭所拥有推力的四倍,而我国所研制出的站立式斜爆轰冲压发动机,速度更是能达到惊人的16马赫,这是个什么样的概念呢?要知道地球的赤道周长也只有四万公里,而16马赫相当于每小时2万公里的时速,那么一个配备了我国最新研制出的这种超燃发动机的飞行器,很可能仅仅用两小时的时间就能够环绕地球一周,这么想来的确是非常不可思议。这意味着一旦我国成熟掌握了冲压式发动机的技术,就能够在整个航空航天领域实现重大的革命性突破。

在过去相当长的时间里,我们都被诸多发达国家排斥在“航空俱乐部”以外,他们对我国在航空发动机的核心技术方面进行封锁。这也是为什么长期以来我国在飞机制造方面都缺少类似于波音、空客等大型的民用航空器和大型的军用运输机。直到这些年我国才逐渐地在飞机发动机领域有了一些进展,在军事方面研究出了五代战机歼-20,在民航方面研制出了国产的大型客机C-919不过尽管如此,我国的科研人员仍然在不懈努力,致力于在超压发动机领域有更高的突破,最终问世了在美国等西方发达国家看来都难以掌握的冲压发动机技术。

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冲压发动机技术不仅仅对于民用航空来说会带来革命性的飞跃,极大缩短到达地球表面各点之间所耗费的时间,甚至凭借其16马赫的速度,可以在太空商业旅行方面有更多可行的方案。从军事方面来说,也可以用配备了冲压发动机的飞行器来对军事目标进行超高速打击,其所带来的威力不亚于太空武器。可以说,冲压发动机的成功研制,让我国在军事方面拥有了更大的震慑力。

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其实在我国研制冲压发动机技术时,也是引用了美国的理论。作为目前世界上航空技术最成熟的国家,早在上世纪八十年代,美国就启动了一项名为“国家空天飞机计划”的宏大计划,用于研发以超燃发动机为动力的飞行器。在此期间美国宇航局就有专家提出了一系列,用于解决冲压发动机所产生的超强冲击波无法正常点火的问题。当时这一计划是在美苏冷战的大背景的提出的,苏联解体,冷战结束后,美国方面出于多种原因,并没有继续的对冲压发动机进行技术研究和突破,这些理论也因此未被很好的重视。而美国提出的一系列理论在这些年也被我国专家不断地进行研究突破,研制出了相对稳定的超音速燃料,最终率先研究出来了世界上最先进的冲压发动机。

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另外,发动机技术的突破革新背后所带来的是一系列配套技术的革新,在研制冲压发动机的过程中,空气动力实验是必不可少的一个环节,这就需要一种叫做“风洞”的大型实验设备。我国能够成功研制出站立式斜爆轰冲压发动机,离不开其实验配套的JF12风洞,这是目前全球最大的一种风洞系统,它在发动机运行的过程中,可以模拟整个飞行器两侧的气体流动并对其进行控制,创造出一个飞行器在空中运行的环境,可以用来记录和模拟发动机性能方面的各项参数。所以说,我国研制出冲压发动机技术的同时,也研制出了一系列如JF12风洞这样的“大国重器辅助神器”,这对于我国整个航空与航天事业而言,具有重大的现实意义。

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当然了,在研制站立式斜爆轰冲压发动机的过程中,也有很多人质疑为什么一定要耗费巨资研制自己的发动机,而不是进口发达国家的技术?要知道建立一整套完善的工业体系所需要付出的成本与代价是相当高的,尤其是冲压发动机研制过程中,所必须配套的风洞系统,从研发到投入前后更是要花费超过数百亿美元。但一旦自己的体系成型,中国的国防安全就能得到进一步的保障,毕竟饭碗端在自己手里才是最放心的。也正是因为以美国为首的西方发达国家长期以来对于中国的打压与技术封锁,侧面的倒逼了中国自己的军用及民用飞行器技术的发展,让中国在超燃发动机领域的研究水平有了质的飞跃。

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页面更新:2024-04-30

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