文|大model
編輯|大model
引言:
“發動機不僅是衡量一個國家的工業水平的試金石,更是一個國家科技實力的象徵。”
在很多年以來,我國的發動機總是處於弱勢的地位。
尤其是歐美等國家在發動機領域,更是對我國進行長時間的壟斷甚至是技術封鎖,這就導致了我國的發動機在同類型發動機中並不出色。
我國發動機進步猶如神速
可是現如今的我國卻傳來了一條非常好的訊息,因為我國在超燃衝壓發動機領域內已經完成了對美國的技術反超。
要知道,發動機領域只是一個大的板塊,裡面包含了很多的小板塊,像軍民用航空發動機,固體火箭發動機,迴圈發動機等等。
當然,其中就包括了我國的超燃衝壓發動機。
不過在發動機領域最為重要的無非就是航空發動機了,因為這關係到我國空軍戰力如何,以及能不能大規模列裝等問題。
好在我國的航發也不是沒有突破,像“太行”“峨眉”,甚至運-20“胖妞”專屬的發動機咱們也都製造出來了。
而我們還有著500噸級別的火箭發動機,這就為我國後來研發重型火箭打下了堅實的基礎。
說到這,就不得不說我國的超燃衝壓發動機。這個東西可謂是實打實的一個技術含量超高的儀器,更是完成了對美國的技術超越。
超燃衝壓發動機的研發背景
而超燃衝壓發動機在航空領域更是有著不可替代的作用。在航天載人火箭爬升的過程中,其所需要的燃料往往是非常非常多的,畢竟龐大的推力需要很多的燃料來支撐。
所以,一般的火箭的容量,有三分之一基本上裝填的都是燃料。
而把火箭的發動機給換成超燃衝壓發動機之後,那麼所需要的燃料會大大地降低,並且所產生的推力也遠遠比火箭發動機或者火箭助推劑要大。
最為重要的是,超燃衝壓發動機能夠在火箭上升的過程中,自動吸取空氣中的氧氣來增加推力。
也就是說,在火箭發動機和超燃衝壓發動機消耗相同推進劑的情況下,超燃衝壓發動機所產生的推力大概是火箭推力的四倍。
可是世界各國為什麼要爭相研製這款超燃衝壓發動機呢?
太空戰已經成為各大國競爭目標之一
從世界科學技術發展的狀況來看,太空似乎成為了各國下一次競爭的目標。
而想要進入太空就必須依靠火箭或者高超音速飛行器,火箭都不用說了,雖然沒有幾個國家能夠進行自主研製,但是競爭力相對較弱。
但是高超音速飛行器就不一樣了,我們最為熟悉的不就是美國的X-51A高超音速無人飛行器這個東西才是最值得各大國之間值得競爭的。
你要知道,不論是導彈還是軍民用飛機,一旦安裝上了超燃衝壓發動機,那麼推力增加的會非常的誇張。
像美國的這架驗證機,老美就曾放話出來,說要在1小時內攻擊到世界的任何角落,所依靠的就是這個超燃衝壓發動機。
當然了,這個東西也被譽為航空歷史上的第三次革命。儘管美國在這一方面比較領先,但是對於我國來說,這一小小的差距很快就會被彌補。
美國雖然技術領先,但是進入到了瓶頸期
你別看美國有著專門的驗證機,但是美國已經遭受到了瓶頸,畢竟從幾次相關的測試來看,他們的驗證機已經出現了很多次的失誤。
而高超音速飛行器最大的技術難度就是這個超燃衝壓發動機,所以各國想要研製飛行器就必須要突破這一大障礙。
恰巧我國對於這方面雖然是後者,但明顯的是我們做到了後來者居上,甚至在技術方面還做到了領先世界的一步。
我國抓住時機,突破美國卡脖子
我們所研發的是“站立式斜爆轟衝壓發動機”。當然,該發動機的研發也證明了我國已經掌握了相關核心技術,最起碼美國再想卡脖子,那也要先掂量掂量再說。
該發動機是由我國中科院某團隊重點實驗室所研發出來的,能夠以爆轟的方式來極大地提高發動機的工作效率,進而能夠讓超燃衝壓發動機的推力變得更大。
而超燃衝壓發動機也被譽為,未來高超音速飛行器的皇家發動機。
爆轟顧名思義,那就是透過極致的燃燒,把所吸收進來的氧氣給充分利用,從而讓發動機有著更強大的推力。
中科院所研發的這款發動機,最大的特點就是在理論以及技術上的創新,當然,更多的是對於美國技術的反超。
各國超燃衝壓發動機基本上“不合格”
從各國的資料來看,超燃衝壓發動機最大的缺點則是推力達不到預期目標,並且氧氣燃燒得也並不充分。
像印度曾測試時間長達5秒鐘,美國的超高音速飛行器的時間最長就二百多秒,但是我國這一發動機,在實驗的時候,其時間達到了六百秒,這遠遠超過了美國和印度的資料。
因此,如何提升超燃衝壓發動機的燃燒效率成為了每個國家的阻礙。
放眼全球,儘管美國早已經掌握了超燃衝壓發動機的各種資料,但是他們也陷入了一種瓶頸,老美他們無法做到讓發動機在超音速氣流下,保持長時間穩定的工作。
我國有所借鑑,但也有所創新
關於這一點,我國的中科院院士曾提出過凹腔方案,極大地提高了發動機燃燒的穩定性,這樣一來,就能夠讓發動機更可靠,更穩定的工作。
像國防科技大學的王振國教授,所帶領的團隊更是專門提出了站立式斜爆轟衝壓發動機這一新型的設計。
說白了,那就是如何讓高超音速壓縮氣體在燃燒室中燃燒得更加穩定,更加充分。關於這一點,我國團隊已經取得了重大的突破。
也正是這樣,我國在超燃衝壓發動機這一領域中取得了世界領先的地位。
站立式斜爆轟衝壓發動機,充分地利用了“爆炸效應”,爆轟就是極致燃燒的一種形式,其釋放的能量通常在毫米波空間以及微秒時間以上,其燃燒效率高出傳統燃燒方式的一半。
你可以理解成遊戲裡面大招的蓄能時間的長短,像美國的衝壓發動機,只能蓄能二百多秒,我國的則能夠蓄能達到六百秒。
這樣一對比,很明顯地,我國佔據了一定的優勢。
而根據相關實驗理論來看,有些人認為,這種超燃衝壓發動機一旦安裝在高超音速飛行器上,飛行速度最大能夠達到5馬赫的速度。
當然,從現在來看,世界上沒有哪種飛機能夠達到這個速度。
從理論上講,這款發動機的最大的速度能夠達到15馬赫以上,而能夠模擬這種速度的風洞,僅僅只有我國研發的JF-12超音速激波風洞。
這也就是為什麼說,我國的超燃衝壓發動機對美國的技術實現了彎道超車,甚至走到了世界的前沿。
正是這樣,我國成為了繼美國之後第二個能夠獨立自主實現,以超燃衝壓發動機為動力的高超聲速飛行器自主飛行的國家。
當然了,這個東西有著數不清的優點。不僅速度快,質量輕,維護成本低以及結構簡單等優點。
最為重要的是,這個超燃衝壓發動機應用前景廣泛啊。不僅可以運用到飛行器上,還可以運用到超音速導彈,或者載人航天火箭上。
前景廣闊,但避免不了缺點
基本上,在航空航天領域,以及軍事領域有著很廣的前景。當然,這個東西雖說非常好,但也避免不了一些缺點。
第一個缺點那就是造價昂貴,儘管它的製造結構非常的簡單,但是所需要的大型激波風洞,基本上沒有幾個國家能夠製造出來。
像我國的YF-12激波風洞,就從全世界來看都是最為先進的,並且世界上有且只有這一個,但凡你換個國家都找不到第二個。
因為前景非常廣泛,所以深受各個國家的重視,但是由於研發資金太過龐大,有些國家乾脆就不研發了,直接就放棄了。
另外一個缺點就是,在靜止的狀態下,超然衝壓發動機並不會自主啟動,並且速度很低的時候它也不能夠繼續工作,需要用助推的方法把速度給提升上來之後,才能夠讓超然衝壓發動機工作。
儘管如此,它的受歡迎程度絲毫不亞於航母。
不僅如此,超然衝壓發動機又分為“雙模態衝壓發動機”以及“雙燃燒室衝壓發動機”,甚至還有著“超然組合衝壓發動機”。
只不過呢,其研發程度也是越來越難,這一點倒是各個國家有目共睹的。
總結
當然了,這個東西並不是一下子就能夠領先世界的,靠的是我國很多的科研人員的努力,並且還有這種新材料的研發,甚至燃燒室的改進,與之配套的是很多很多的領域。
足以可見,我國的科技實力是越來越強大,而科技的進步也必將造福人類。