中國科學(xué)家成功測試了全球首臺(tái)使用標(biāo)準(zhǔn)航空煤油的斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī),,飛行速度可達(dá)16馬赫,,相當(dāng)于時(shí)速20000公里,。這項(xiàng)成果標(biāo)志著高超音速推進(jìn)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(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),,使用常見的商用煤油RP-3噴氣燃料,,成功實(shí)現(xiàn)了持續(xù)的斜爆震波,。研究表明,,該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒速率比傳統(tǒng)的超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)快1000倍,且能在6馬赫至16馬赫之間的范圍內(nèi)運(yùn)行,,這是傳統(tǒng)吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)難以達(dá)到的,。
這項(xiàng)科研技術(shù)是中國一項(xiàng)宏偉計(jì)劃的一部分,如果將斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于軍事,,將催生出新一代高超音速導(dǎo)彈,、無人機(jī)甚至轟炸機(jī),這些武器將具有超長射程和低運(yùn)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(dòng)機(jī)需要龐大的燃燒室,在高馬赫數(shù)下存在熄火風(fēng)險(xiǎn),。而斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)通過在燃燒室壁上巧妙地放置一個(gè)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?zèng)_擊波驅(qū)動(dòng)的爆炸,,在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)即可完成燃燒,。在9馬赫的速度下,測試顯示爆炸點(diǎn)的壓力峰值達(dá)到了環(huán)境水平的20倍,,這表明該發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在大多數(shù)超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎無法工作的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)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(yùn)行,,但這對(duì)于研究人員全面了解發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和自我維持沖擊波推進(jìn)的全貌已經(jīng)足夠,。與超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)相比,這種新發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室縮短了85%,,可以顯著減輕飛機(jī)的重量并延長飛行距離,。
數(shù)十年來,高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)一直依賴氫氣或乙烯作為燃料,,雖然這些燃料點(diǎn)火迅速,,但存儲(chǔ)要求不切實(shí)際。RP-3煤油雖然能量密度更高,,但其點(diǎn)火延遲時(shí)間過長,,使得發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行中途啟動(dòng)極為困難,。中科院研究團(tuán)隊(duì)通過在點(diǎn)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(gè)小凸塊以產(chǎn)生局部“熱點(diǎn)”來觸發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?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(xiàng)目是中國一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃的一部分,,旨在到2030年建造一架能夠在一小時(shí)內(nèi)抵達(dá)全球任何地方的飛機(jī),。這項(xiàng)技術(shù)的速度為16馬赫,相當(dāng)于20000公里/小時(shí),,或半小時(shí)內(nèi)從上海飛往洛杉磯,,將使可重復(fù)使用的太空飛機(jī)實(shí)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(dòng)機(jī)的實(shí)際飛行效率,。
隨著地緣政治緊張局勢的升級(jí),,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(jì),,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(kuò)張武器裝備尋找借口。
對(duì)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(kuò)散高超音速導(dǎo)彈的技術(shù),并投入大量資金升級(jí)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(dāng)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(kuò)充軍力的伎倆。
美國好不容易試驗(yàn)了一次高超音速技術(shù),并聲稱成功,,但隨后卻迎來了一系列挑戰(zhàn)
2024-12-28 12:50:08連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)有多厲害11月12日上午,,中型隱身多用途戰(zhàn)斗機(jī)殲-35A正式亮相第十五屆中國航展,,在珠海金灣機(jī)場上空進(jìn)行了首次飛行表演。
2024-11-13 02:20:23馬赫環(huán)