中國科學(xué)家成功測試了全球首臺使用標準航空煤油的斜爆震發(fā)動機,,飛行速度可達16馬赫,相當于時速20000公里,。這項成果標志著高超音速推進領(lǐng)域可能迎來重大變革,,有望重新定義航空和航天旅行的極限,。
位于北京的JF12激波風(fēng)洞能夠模擬40公里以上高空的高馬赫數(shù)飛行條件。中國科學(xué)院的研究人員在其中進行了一系列實驗,,使用常見的商用煤油RP-3噴氣燃料,,成功實現(xiàn)了持續(xù)的斜爆震波。研究表明,,該發(fā)動機的燃燒速率比傳統(tǒng)的超音速燃燒沖壓發(fā)動機快1000倍,,且能在6馬赫至16馬赫之間的范圍內(nèi)運行,這是傳統(tǒng)吸氣式發(fā)動機難以達到的,。
這項科研技術(shù)是中國一項宏偉計劃的一部分,,如果將斜爆震發(fā)動機應(yīng)用于軍事,將催生出新一代高超音速導(dǎo)彈,、無人機甚至轟炸機,,這些武器將具有超長射程和低運營成本,能使解放軍在未來戰(zhàn)爭中占據(jù)顯著優(yōu)勢,。
超音速燃燒沖壓發(fā)動機需要龐大的燃燒室,,在高馬赫數(shù)下存在熄火風(fēng)險。而斜爆震發(fā)動機通過在燃燒室壁上巧妙地放置一個5毫米凸塊,,可以誘導(dǎo)出自我維持的“爆震”,,這是一種由超高速沖擊波驅(qū)動的爆炸,在微秒級時間內(nèi)即可完成燃燒,。在9馬赫的速度下,,測試顯示爆炸點的壓力峰值達到了環(huán)境水平的20倍,這表明該發(fā)動機能夠在大多數(shù)超音速燃燒沖壓發(fā)動機幾乎無法工作的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生相當大的推力,。
由于所需功率巨大,,風(fēng)洞僅支持50毫秒的持續(xù)運行,但這對于研究人員全面了解發(fā)動機點火和自我維持沖擊波推進的全貌已經(jīng)足夠,。與超音速燃燒沖壓發(fā)動機設(shè)計相比,,這種新發(fā)動機的燃燒室縮短了85%,可以顯著減輕飛機的重量并延長飛行距離,。
數(shù)十年來,,高超音速發(fā)動機一直依賴氫氣或乙烯作為燃料,,雖然這些燃料點火迅速,但存儲要求不切實際,。RP-3煤油雖然能量密度更高,,但其點火延遲時間過長,使得發(fā)動機在飛行中途啟動極為困難,。中科院研究團隊通過在點火前將燃料-空氣混合物預(yù)壓縮至3800開爾文(約合3527攝氏度),,引入一個小凸塊以產(chǎn)生局部“熱點”來觸發(fā)鏈式反應(yīng),并使用翼形支柱加速燃料分散,,從而解決了這一難題,。
這一科研項目是中國一項雄心勃勃的計劃的一部分,旨在到2030年建造一架能夠在一小時內(nèi)抵達全球任何地方的飛機,。這項技術(shù)的速度為16馬赫,,相當于20000公里/小時,或半小時內(nèi)從上海飛往洛杉磯,,將使可重復(fù)使用的太空飛機實現(xiàn)大氣層和軌道飛行的銜接,。
目前在科研中仍存在著障礙。研究人員需要更深入地了解RP-3煤油在爆炸燃燒過程中及燃燒后的副產(chǎn)品,,并需要優(yōu)化凸起配置,,以提高發(fā)動機的實際飛行效率。
隨著地緣政治緊張局勢的升級,,高超音速技術(shù)在世界大國之間的權(quán)力斗爭中扮演著越來越重要的角色,。美國總統(tǒng)特朗普曾聲稱俄羅斯“竊取”了美國高超音速導(dǎo)彈技術(shù)的設(shè)計,并表示美國正研發(fā)自己的高超音速導(dǎo)彈,,性能將“更勝一籌”,。此外,美方也頻繁拿別國的高超音速武器來炒作,,為自己擴張武器裝備尋找借口,。
對此,中國外交部發(fā)言人指出,,美國是世界上最早研發(fā)高超音速武器的國家,,目前仍在不斷發(fā)展,甚至擴散高超音速導(dǎo)彈的技術(shù),,并投入大量資金升級其“三位一體”的核力量,。中方敦促美方充分尊重各國發(fā)展正當國防力量的權(quán)利,停止借渲染所謂的“中國威脅論”而大肆擴充軍力的伎倆,。
中國科學(xué)家在2025年2月成功測試了全球首臺由標準航空煤油驅(qū)動的斜爆震發(fā)動機,,這一技術(shù)突破將飛行速度推向了16馬赫的新極限,,相當于每小時20000公里
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