當前位置:
首頁 > 軍情 > 中國在發動機領域總算領先一次 只有美國可比

中國在發動機領域總算領先一次 只有美國可比

中國在發動機領域總算領先一次 只有美國可比



圖片為美國X-51A高超音速飛行器的SJX-61超燃衝壓發動機地面試驗,據了解,超燃衝壓發動機這種未來飛行器的超級動力,需要大量地面試驗設備,其中最為主要的就是激波風洞,這是一種可以在地面模擬高超音速飛行狀態的風洞實驗裝置或者實驗室,目前,世界上最大最先進的激波風洞為中國北京市郊的雁棲湖畔建立的「JF-12復現高超聲速飛行條件激波風洞」,有了這樣的實驗設備,中國可以在地面就模擬或復現25至40公里高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件。

【鷹眼圖說軍事 尖端神器欄目第140期】高超聲速飛行器有著誘人的前景:如果用於航天,未來的空間飛行器將可重複使用,屆時太空天地往返費用將降至目前的千分之一;如果用於航空,目前的超聲速飛機將被高超聲速飛機所替代,這種飛行器超過5倍聲速,兩小時內可全球到達。我們在昨天已經講過,目前,人類高超音速飛行器有兩種結構,一種是自身無動力,靠火箭發動機助推的模式,另一種為自身有動力,主要靠超燃發動機為引擎的高超音速飛行器。

中國在發動機領域總算領先一次 只有美國可比



圖片為中國JF-12復現高超聲速飛行條件激波風洞的風洞噴管、實驗段和真空罐,這是一條265米長的巨大管道,JF-12性能優越,模擬帶發動機工作的高超聲速一體化試驗需要的測試時間至少是幾十毫秒,國外的相關風洞大約只能做到30毫秒,而JF-12能達到100毫秒試驗時間。JF-12噴管出口直徑可達2.5米,試驗艙直徑3.5米,都明顯優於國外同類風洞。但是因為實驗設備和研究條件的提高,中國在最近10年來在超燃衝壓發動機領域進步飛速。

什麼是超燃衝壓發動機呢?為什麼安裝超燃衝壓發動機的飛行器比普通飛機快這麼多呢?實際上,所謂衝壓發動機是利用進氣道對來流空氣減速並加壓,在燃燒室內與燃料混合燃燒後從噴管噴出,對飛行器產生推力,我們看到的常規渦扇發動機並沒有這種複雜的加壓模式,但衝壓發動機就像一個大型壓力鍋將空氣加壓讓能量迅速膨脹爆炸,推動飛行器加速,而根據燃燒室內氣流速度為亞音速和超音速,分為亞燃衝壓和超燃衝壓發動機。超燃衝壓發動機的氣流速度超過了音速,在燃燒室停留時間僅為毫秒級,形同「在龍捲風中點燃一根火柴」(task that makes lighting a match in a hurricane),還要實現穩定和連續的燃燒,其技術難度可想而和。


原本在這項技術上,前蘇聯和俄羅斯絕對是世界上的翹楚,超燃衝壓發動機原理是20世紀50年代提出的,冷戰期間美蘇等國經過多年的探索,實現了發動機點火和持續燃燒,但一直沒有能實現正推力,最終是蘇聯首先取得了突破。1991年11月27日,蘇聯「冷(Kholod)」飛行器首次飛行試驗取得成功。不過好景不長,蘇聯解體後,這種需要大量資金試驗的超級發動機技術轉由中國、美國來領銜。

中國在發動機領域總算領先一次 只有美國可比



圖片為美國快鷹/HyFly高超音速飛行器,目標是研製出最大速度6.5馬赫,HyFly採用軸對稱氣動布局,雙燃燒室超燃衝壓發動機。但是HyFly項目2007至2010年的三次飛行試驗都未能成功。根據公開出版的論文,中航工業下屬的中國空空導彈研究院就有仿照HyFly的雙燃燒室超燃衝壓發動機的研究項目,其目的就是研製新型高超音速反艦導彈。

經過多年的努力,我國已形成了超聲速導彈和亞燃衝壓發動機的綜合研究體系,在多個關鍵領域取得良好進展。目前,國家已經決定將「高超聲速飛行器科技工程」列為《國家中長期科技規劃(2006~2020年)》中的重大專項之一,並成立「國家高超聲速技術工程中心」,掛靠在航天科工集團三院。2012年,航天科工三院又新成立了「北京空天技術研究所」,作為高超聲速飛行器科技工程的總體設計單位。


根據公開報道,航天三院的超燃衝壓發動機演示驗證飛行器於2011年6月成功實現首飛,僅次於美國的X-43A和X-51A飛行器,而更加可喜的是,在武器級的軸對稱式高超聲速飛行器領域上,中國在2012年首次實現了軸對稱式高超聲速飛行器成功試飛,飛行高度超過20千米,飛行速度大於5.0馬赫數,初步驗證了吸氣時超燃衝壓發動機及軸對稱式飛行器的制導與控制技術,而美國3次試驗全部失敗,俄羅斯則完全沒有搞出類似的發動機來,至此,中國在決定未來航天飛行器的關鍵動力上總算領先一步。

您可能感興趣

解放軍在高級教練機領域總算領先一次:美國再不追趕恐落後40年
我軍在高級教練機方面總算領先一次:他國再不追趕恐落後幾十年