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2018年12月20日 09:53:46 来源:迷彩虎1

近日,中国空气动力研究院放出重磅消息,国产10倍音速超燃冲压发动机风洞试验获得重大突破,在短短5毫秒,即百分之一的眨眼时间以内,氢燃料在每秒3千米的超高速度之下瞬间点火并稳定燃烧,这一过程的实现,不亚于在龙卷风当中点燃一根火柴的难度。

国产超燃冲压发动机专用风洞成功进行秒速3000米高速试验
与对飞行器气动构型进行吹气的一般风洞不同的是,这次实验所采用的风洞是专门为10倍音速超燃冲压发动机而打造的,因而也需要承受高温燃烧以及高速气动所造成的影响,其技术含量乃至难度之高,无需多言。众所周知,人类目前对于涡轮风扇发动机的探索已经登峰造极了,那么为什么还要另辟蹊径搞什么超燃冲压发动机呢?其实根本原因就在于此,2到3倍音速已经是当前的技术瓶颈。

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再快的话,精密却又娇贵的发动机整体结构就会被巨大的离心力拽得分崩离析。而超燃冲压发动机则没有这个问题,它能够将燃料点燃并压缩,最后再喷出以形成推力,整个过程就像打气筒一般直接且粗暴,由于没有涡轮以及叶片等构件的制约,搭载着这种发动机的飞行器,其最大速度理论上可以达到10倍音速。在此之前,这个领域有涉猎且有突破的国家无非美国和苏俄,其中最著名的当属美国X43A以及X51A两型乘波体飞行器。

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前者早在2004年的时候就已经达到了7倍音速,不过随后因为燃料无法支持长时间燃烧而中止发展。后来美国人决定降低速度,于是搞出了速度降低至5.1倍音速的X51A,虽然速度降下来了,但是却换来了426公里的航程,这也是目前为止高超音速飞行器飞行距离最远的记录,但总的来看,美国和苏俄所取得的成就都不能算作是真正的突破。事实上,人类在追求速度的道路上所取得的成绩远远超出了大多人的想象。

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动辄超过多少倍音速的新闻已经充斥了我们的脑海,想把速度放大其实对于如今的人类而言,并不是什么天大的难事,即使是最普通的火箭发动机所推动的弹道导弹在末端的速度都可以超过30倍音速了,但是这需要携带大量氧气来供应燃料燃烧,无形中限制了其性能的发挥。如果能够利用好大气层的氧气,不就可以省去这一环节了吗?于是,乘波体这种在大气当中高速翱翔的空天飞行器成了时下的热门研究课题。

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超燃冲压发动机就是研究乘波体的必须前提,而专用的风洞则是更进一步的前提。在未来,无论是民用还是军用,无论是空间位移,还是第六代战斗机乃至空天轨道轰炸机,亦或者是高超音速打击武器,都将不可避免地采用超燃冲压发动机技术,目前,我国和美国均在这方面已经进行了多次试验,并积累了很多经验,将是未来该领域的探路者。目前,挡在人类面前的困难主要有两点。

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其一,如何保证氢气燃料与氧气在毫秒之美瞬间融合并燃烧,注意,是稳定燃烧,超燃冲压发动机虽然有其结构先天优势,但物理性质毕竟是无法违背的,在超高的速度之下,任何物质的表面以及内在属性都是不稳定的。其二,在于如何解决燃料燃烧过快的问题,虽然美国X51A已经取得了426公里航程的记录,但是这对于飞行器实用角度而言,很显然仍然是远远不够的,关于这个瓶颈。

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目前只能从飞行器本身体量以及燃料配比方面下手,未来究竟会有何发展,国产超燃冲压发动机能否弯道超车,目前仍不得而知。加油吧!中国!加油吧!人类!

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