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中国高超音速发动机“突破美国研究遇到的瓶颈”(组图)

2020-12-06 来源: BBC中文网 原文链接 评论14条

中国研发出十几倍音速的高超音速喷气发动机,研发人员说其意义不亚于人类首次驾飞机升空。报道说研究受到美国论文的启发。

中国的研究人员说他们制造出飞行速度高达16马赫的飞机发动机。这种被称为“站立式斜爆轰冲压发动机”(sodramjet)的发动机能给商业飞行带来革命性变化。如果属实,安装这种高超音速发动机的飞机能够在起飞后两小时内到达世界任何地方。

中国科学院力学研究所姜宗林率领的研究人员11月底在《中国航空学报》发表文章介绍了他们研发的“站立式斜爆轰冲压发动机”。这种革命性的发动机利用了高超声速燃烧过程中的“爆轰效应”实现高超音速推进,能够达到音速的16倍,每秒能够飞行5.44公里。

研究人员期望凭借这种发动机,实现“重复使用而且能超越大气层飞行的飞机从机场跑道水平起飞,然后加速进入地球轨道,再返回大气层,最后在机场降落。”

中国高超音速发动机“突破美国研究遇到的瓶颈”(组图) - 1
中国科学院的研究团队在北京完成了风洞试验, ,新型发动机在风洞中模拟9倍音速的飞行速度,使发动机的推力,燃油效率和稳定性都得到了验证 。

发动机“爆轰原理”

在同样的高超音速飞行状态下,一般冲压发动机的强度、燃料效率和稳定性都达不到“站立式斜爆轰冲压发动机”的水平。

中科院力学所的姜宗林和他的团队认为超燃冲压发动机存在设计缺陷。他们发现超燃冲压发动机达到7马赫或更高速的时候就几乎不能产生更多推力,而且燃料消耗过高,超出商业运营能忍受的成本限度。

《南华早报》报道说,姜宗林团队决定另辟蹊径,开始在美国宇航局1980年发表的一个理论的基础上进行研究。

按照论文描述,他们研发的“站立式斜爆轰冲压发动机”设计简单,没有可移动部件,由进气口,氢燃料喷射器和燃烧室等3部分组成。新设计避免了超燃冲压发动机超高速飞行时产生的爆波导致发动机燃烧熄灭的问题,而是让爆波进入燃烧室点爆燃料,保持燃烧不间断。

报道说,中国科学院的研究团队在北京完成了风洞试验。新型发动机在风洞中模拟9倍音速的飞行速度,使发动机的推力,燃油效率和稳定性都得到了验证。

喷气发动机家族

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高超音速技术具有巨大军事应用潜力, 图为中国展示的携带高超音速弹头的东风17弹道导弹。

美国《大众力学》杂志网站刊登的介绍文章说,“站立式斜爆轰冲压发动机”是冲压喷气发动机的一种,这种新型发动机的理论概念形成已经有十多年的历史。

文章作者卡罗琳•德尔波特(Caroline Delbert)把冲压发动机和现在普遍使用的涡轮喷气发动机比作表兄弟的关系。当今的许多商业飞机都使用涡轮风扇喷气发动机,小型喷气飞机使用涡轮螺旋桨发动机,这两种发动机都是涡轮喷气发动机的不同类型。

目前喷气发动机、涡扇和涡桨发动机普遍用于大气层中亚音速的各种商业飞行。而冲压发动机经过发展演变成为超燃冲压发动机,能够达到15倍音速的高速。但高速产生的音爆和燃烧对发动机强度形成考验,超燃冲压发动机很难实现其设计潜力。

中国的研究人员认为这种“站立式斜爆轰冲压发动机”首次为高超音速飞行带来真正的希望,更进一步向实现全球旅行和太空旅行迈进。

《南华早报》的报道说,姜宗林团队认为他们的“站立式斜爆轰冲压发动机”具有里程碑意义,堪比1903年莱特兄弟首次驾飞机飞行和1969年协和式超音速客机首次载人飞行。

商业应用仍然遥远?

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美国高超音速飞行器“X-51乘波者”在2013年的试验中以5.1马赫的速度飞行直至燃油耗尽,持续飞行时间达210秒 。

《南华早报》报道引述一位在上海的高超音速气动研究人员的评论说,中国新型的“站立式斜爆轰冲压发动机”测试可能很早就已经完成。因为超高音速具有潜在军事用途,所以该项目处于高度保密当中。《中国航空学报》的相关文章经过“仔细审查”以防发生泄密。

但也有专家认为载人高超音速飞行即使能够成为现实,也不会很快实现。许多英文报道都引用了以色列导弹防卫机构的负责人,高超音速导弹专家鲁宾博士(Uzi Rubin)的评论。他认为中国的新型高超音速发动机设计仍然属于“试验性”,其优势尚待确定。他认为即使这种设计很有前途,也要经过一代人的努力才能进入商业应用。

美国已经研发出高超音速性能优于普通喷气发动机的高超音速无人机。美国在超燃冲压发动机研发领域一直处于世界领先地位,但报道说美国的有关研发也遇到了推力不足,燃烧不稳定等技术瓶颈。

从2010-2013年美国多次试验波音公司制造的“X-51乘波者”(X-51 WaveRider)高超音速无人机。按照美国《航空周刊与空间技术》杂志报道,“X-51乘波者”在2013年的试验中以5.1马赫的速度飞行直至燃油耗尽,持续飞行时间达210秒。

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最新评论(14)
土澳先生
土澳先生 2020-12-06 回复
BBC的报道很有看点,“受到米国论文的启发”这句话真的很彩色。西媒的水平都体现在这一点。
善結仁義
善結仁義 2020-12-06
米国:是你偷了我们超高音速发动机技术! 中国: 可是你们压根还没研发出来啊?? 米国: 对!就是因为你把它偷了🤣🤣🤣
只是传说
只是传说 2020-12-06
你成功了是受他启发,你不成功是你压根就不行,这就是先入为主的宣传
西门官人
西门官人 2020-12-07
好在中国先造出,不然肯定又是抄袭又是盗窃的,看看BBC评论:只是受到美国论文“启发”😂。中国加油!希望以后经常看到西媒报道更多的“启发”。
FCCP
FCCP 2020-12-06 回复
先把第四代发动机搞出来生产再说吧!这种概念即然已经十几年了,那肯定西方早就在研究了,关键看谁能把实现生产商用,否则不过是众多只能待在实验室的概念之一!
FCCP
FCCP 2020-12-06
真正有价值的是生产工艺,材料,设备等硬核生产技术,而如果只是结构上的巧思是没有什么价值的,因为结构上的巧思太容易模仿了,别人只要弄来样机,马上就能模仿生产,而如果是像光刻机,先进材料,芯片制造之类的尖端制造技术就无法在短时间之内模仿出来,尖端制造技术要靠长期积累,没有捷径,这才是真正有价值的核心技术,有了领先的制造技术,图纸或样品拿过来就能造的出来,而中国没有尖端制造技术,就算给你样品和图纸,造样造不出光刻机,发动机和芯片,所以明显中国目前在机械,电子等各领域并不掌握尖端制造技术,即便有什么设计巧思,也不会有什么真正的领先价值,因为太容易学习模仿,所以真正的领先是能否拥有别人没有的先进制造技术,也就是说,就算给别人设计图纸,别人也造不出来,所以在不掌握先进制造技术的条件下,中国很难创造出真正领先的产品!
ituki11
ituki11 2020-12-06 回复
又一次实锤了中国科学家坐时光机去未来偷技术的事实😂真是罪大恶极咯
只是传说
只是传说 2020-12-06 回复
太多的跪族了,反正中国行就是抄的,不行⋯你应该的,贱不贱啊?
悉尼村民
悉尼村民 2020-12-07 回复
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