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深度:中国高超音速无人机用何发动机 力争5马赫速度
2015-09-29 15:28:01 来源: 作者: 【 】 浏览:293次 评论:0
高超音速飞行器是飞行器的第三次革命高超音速飞行器是飞行器的第三次革命

  新浪军事编者:为了更好的为读者呈现多样军事内容,满足读者不同阅读需求,共同探讨国内国际战略动态,新浪军事独家推出《深度军情》版块,深度解读军事新闻背后的隐藏态势,立体呈现中国面临的复杂军事战略环境,欢迎关注。

  近日,网上出现我国高超音速飞行器试飞的新闻,这表明国内高超音速飞行器的研制迈入了新的阶段。

  一般而言高超音速飞行器指的是飞行速度超过5马赫的飞行器,它是继螺旋桨、喷气式飞机之后飞行器的第三次革命,也是新世纪各国争夺的制高点。

  此前许多人可能已经看过中国高超音速飞行器的新闻,那么此次高超音速飞行器有什么不同,此次新闻的主角是中国航空工业而不是以前的航天工业,所以可以推测此次试飞的飞行器应该是吸气式高超音速飞行器,也就是说它的动力应该是基于涡轮的联合推进系统(TBCC),而不是基于火箭的联合推进系统(RBCC)。

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  传统的涡轮喷气/风扇发动机的飞行速度范围局限在2马赫以下,到达这个范围的上限之后,涡轮叶片的转速到达顶点,会产生的比较大热量及烧蚀问题,此后提高速度只能依靠冲压发动机,它是依靠气流来进行增压,不需要涡轮,所以速度范围比较大,一般而言亚燃冲压发动机可以满足是飞行器的速度达到6-7马赫,而超燃冲压发动机,就是气流不减速直接进入燃烧室,则可以达到10马赫左右。

  不过冲压发动机这个原理让它必须拥有一个启动速度,所以需要与其他动力装置组成联合推进系统,最常见的就是固体火箭加冲压发动机,这是目前超音速反舰导弹最常见的配备,不过固体火箭发动机只能一次性使用,不适合作为重复使用飞行器的动力系统,所以出现了涡轮冲压联合推进系统,此次曾经有新闻说国内正在研制涡轮冲压联合推进系统。它利涡轮发动机让飞行器从普通跑道起飞,在高空达到冲压发动机的启动速度之后,再使用冲压发动机,将飞行器继续加速到预定速度。

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  涡轮冲压联合推进系统的优点是可常规起降、可使用普通机场、多次重复使用、用途广泛、耐久性高、安全性好、可使用普通燃料、经济性好、环境污染小、技术风险小等特点。既可作为可重复使用空天入轨飞行器起飞/返航的低速段推进动力,也可作为各类高超声速飞行器,尤其是远程、有人驾驶高超声速飞行器的起飞加速和低速段推进动力,还可单独作为超声速及高超声速军民用飞行器动力,是近期各国发展的一个重点。

  从目前来看超燃冲压发动机虽然性能优良,可以让飞行器实现10马赫左右的高超音速飞行,但是它的难点也非常大,尤其是燃烧启动和保持非常困难,美国人的说法就相当于在飓风之中点亮一根火柴,并让其稳定的燃烧,所以美国人也没有实现让超燃冲压发动机工作300秒的目标,这样的超高速飞行对于飞行器的热防护要求也非常高,相应的需要更加先进的结构和材料,另外还有气动设计、制导与导航等问题,所以超燃冲压发动机虽然是方向,但是一时还难以进入实用。

  所以现在各国一个重点是涡轮亚燃冲压发动机,力争达到5马赫的速度,也就是跨入高超音速飞行的门槛,也就是超燃冲压发动机的启动速度,这样即降低了对于发动机本身的要求,同时对于飞行器的要求相应的降低,所以笔者推测此次我国试飞的高超音速无人机应该就是采用涡轮亚燃冲压发动机,它主要是验证国内前期在TBCC项目研究中取得了成果,并且对小推力TBCC发动机进行工程验证,为以后发展大推力TBCC发动机乃至未来涡轮亚超燃冲压发动机积累经验,打下基础。(作者署名:鼎盛军事 小飞猪)

TBCC发动机是目前发展一个热点

                                                    TBCC发动机是目前发展一个热点
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