【文/觀察者網(wǎng) 熊超然】“隨著對速度需求的增長,研究人員已開發(fā)出世界上第一臺使用標準航空煤油的發(fā)動機,飛行速度為16馬赫,相當于時速20000公里?!?
香港《南華早報》2月26日報道指出,這項研究成果由中國科學家開創(chuàng)性地取得,他們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(ODE),這標志著高超音速推進領(lǐng)域可能迎來重大變革,有望重新定義航空以及航天旅行的極限。
位于北京的JF12激波風洞能夠模擬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。報道稱,這項已發(fā)表在學術(shù)期刊《實驗流體力學》上的研究表明,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,而這是傳統(tǒng)吸氣式發(fā)動機難以達到。
報道指出,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)動機應用于軍事,將催生出新一代高超音速導彈、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,能使解放軍在未來的戰(zhàn)爭中占據(jù)顯著優(yōu)勢。
中國科研人員開發(fā)的發(fā)動機近景《南華早報》
超音速燃燒沖壓發(fā)動機需要龐大的燃燒室,且在高馬赫數(shù)之下存在熄火的風險。而與之不同的是,斜爆震發(fā)動機發(fā)動機則將斜爆震波視為一種支撐力量。
工程師們發(fā)現(xiàn),通過在燃燒室壁上巧妙地放置一個5毫米凸塊,可以誘導出自我維持的“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。
“沖擊波如此劇烈地壓縮并點燃燃料-空氣混合物,從而產(chǎn)生了一個自我強化的爆炸前沿?!敝袊茖W院力學研究所的該項目研究團隊這這樣寫道。
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,風洞僅支持50毫秒的持續(xù)運行——這相當于以9馬赫速度飛行約150米。不過,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)足夠了。
研究人員介紹,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。
斜爆震發(fā)動機原理圖《力學學報》
《南華早報》指出,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,但其存儲要求卻不切實際。另一方面,RP-3煤油雖然在邏輯上更理想,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。
如今,中科院研究團隊通過在點火前將燃料-空氣混合物預壓縮至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,并使用翼形支柱加速燃料分散,從而規(guī)避了這一難題。
報道提到,這一科研項目是中國一項雄心勃勃的計劃的一部分,該計劃旨在到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,將使可重復使用的太空飛機實現(xiàn)大氣層和軌道飛行的銜接。
如果將斜爆震發(fā)動機應用于軍事技術(shù),其將催生新一代高超音速導彈、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,能使解放軍在未來的戰(zhàn)爭中占據(jù)顯著優(yōu)勢。
不過,目前在科研中也仍存在著障礙。據(jù)科研團隊介紹,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。
去年12月底,社交媒體上流傳的兩款中國最新型戰(zhàn)機視頻截圖
《南華早報》稱,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。當?shù)貢r間1月23日,美國總統(tǒng)特朗普在接受??怂剐侣劸W(wǎng)采訪時就聲稱,俄羅斯“竊取”了美國高超音速導彈技術(shù)的設(shè)計。他補充說,美國正研發(fā)自己的高超音速導彈,其性能將“更勝一籌”?!拔覀兒芸炀蜁碛兴鼈??!彼a充道。
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。彭博社去年3月13日報道稱,五角大樓分析師當時聲稱,中國在研發(fā)、測試和部署高超音速技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位,不僅勝過俄羅斯,美國也在努力追趕這種五倍音速的新型武器。
對此,中國外交部發(fā)言人此前在回應相關(guān)提問時指出,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彈的技術(shù),并且投入上萬億的美元升級其“三位一體”的核力量。美方反復就中方正常的航天器試驗表達所謂的擔憂,并借此渲染“中國威脅論”。那么美方能否向國際社會說明美國發(fā)展高超音速武器意欲何為?又是出于什么理由擔心別的國家?國際社會是否有充分的理由對美方的舉動表達擔憂呢?
發(fā)言人強調(diào),我們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。
空客中國:未來20年中國將成為全球最大航空服務市場,加大航材本土化
中國空警-3000問世,美媒終于承認:中國航空技術(shù)已顛覆全球格局
中國神秘雷達橫空出世驚艷全球,美軍深感不安,臺防線陷入危機?
視頻丨做與眾不同的事!全球最大主權(quán)基金CEO:當下就是賣美國科技股,買入中國
中國模型崛起!阿里Qwen2.5-Max數(shù)學及編程能力全球第一
春節(jié)假期中國資產(chǎn)表現(xiàn)亮眼,AI黑馬閃耀全球, A股能否“開門紅”?
段建軍:奔馳將在全球發(fā)起最強大產(chǎn)品攻勢,并陸續(xù)推出7款中國專屬車型
還沒有評論,來說兩句吧...