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意义非凡!敏感时机 中国官宣突破一项关键技术

www.creaders.net | 2023-02-18 11:55:33  中时新闻网 | 0条评论 | 查看/发表评论

意义非凡!敏感时机 中国官宣突破一项关键技术

中媒:中国突破了高超音速飞机的关键技术,军事意义非凡。图为不同模态下呈现的尾焰图。(观察者网)

中共媒体观察者网引述《南华早报》2月14日报道,大陆国防科大马力昆(音译)团队在《固体火箭技术学报》上发表论文,成功地在地面试验台上模拟了在25公里高度、M6条件下用硼粉末燃料实现亚燃燃烧,燃烧效率高达79%,大约2倍于同样条件下的超燃衝压。这解决了高超音速飞行需要超燃衝压以克服阻力的问题,称中国突破了高超音速飞机的关键技术,如果运用在军事领域,意义上来说是非凡的成就,例如以高超音速轰炸机投放高超音速无动力炸弹,“重量和尺寸小得多,成本比用火箭助推低得多,使用上也灵活得多”。

报道称,超燃衝压的难点就在“超”。燃烧的热量推动空气膨胀,膨胀以压力波的速度传递,压力波的传递速度是音速。所以亚音速燃烧时,火焰扩散和热量积聚的速度低于空气膨胀速度,火焰维持稳定燃烧。燃烧速度超过音速的话,空气来不及膨胀,火焰扩散带来的热量积聚扩散不出去,最后就是爆炸了。超燃衝压的难点正在于又要超音速燃烧,又要避免爆炸。

超燃衝压需要用额外的手段把受到音速限制的空气膨胀波“拉走”,避免热量过度积聚导致爆炸,但技术複杂,操作上的容错空间很小,啓动和变速困难。

亚燃衝压正好相反,技术简单,容错空间大,啓动和变速相对容易,只是在高超的速度下,进气需要减速到亚音速,然后在喷气时再加速到超音速,阻力太大。

2月14日,《南华早报》报道,国防科大马力昆(音译)团队在《固体火箭技术学报》上发表论文,成功地在地面试验台上模拟了在25公里高度、M6条件下用硼粉末燃料实现亚燃燃烧,燃烧效率高达79%,大约两倍于同样条件下的超燃衝压。

团队是在研究超燃衝压的过程中,发现亚燃衝压的燃烧效率更高。硼燃料是高能燃料,遇到空气的时候会自燃,所以没有点火问题,也因此成为固态燃料中的佼佼者。团队发现,粉末喷射时形成激波,激波对进气有减速作用。将粉末的喷射位置向更靠近进气口的位置移动,激波位置提前,在激波后点火,超燃就变成了亚燃,混合和燃烧的时间更长,燃烧更充分,燃烧温度更高,效率也更高。重要的是,团队成功地通过控制粉末燃料喷射和激波位置,在亚燃和超燃之间实现转换。

亚燃衝压不能最终解决高超飞行时阻力激增的问题,真正的高超巡航还是需要超燃衝压。但M5-6恰好是高超的过渡期,既可以用亚燃衝压实现,但已经触及速度的天花板了;也可以用超燃衝压实现,但有啓动和操作弹性的问题。团队结果证明瞭在25公里高度(高超的典型飞行高度)、M6(高超的关键过渡阶段)可以顺利地在亚燃和超燃之间转换。也就是说,解决了顺利从高度超音速(high supersonic,M3-5)向高超音速(hypersonic,>M6)加速的关键技术。当然,这也是从高超音速向高度超音速减速的关键技术。也就是说,完成了高超音速飞机的关键技术。

从跑道起飞的高超音速飞机需要用涡轮(涡扇或者涡喷)发动机起飞和著陆,在超音速到高度超音速阶段用亚燃衝压,然后在高超音速阶段用超燃衝压。涡轮-亚燃衝压的组合循环发动机不难,难点在于亚燃衝压-超燃衝压的组合循环发动机。两者都是衝压,看起来都可能模样差不多,但技术上有巨大的差别。

超燃衝压需要达到M5-6才能点火。高超音速导弹可以用火箭助推到超燃衝压的点火速度,回避从低速加速到超燃衝压点火速度的问题,更是不存在从高超受控减速而且保持动力飞行的问题,但高超音速飞机有这个问题。

报道称,“当美国还在火箭助推的高超滑翔技术路线上跌跌撞撞,中国已经在突破高超音速飞机的关键技术了。”

报道称,高超音速客机在可预见的将来是说说而已,高超音速战斗机的意义不大,但高超音速轰炸机意义就大了。从高超音速轰炸机投放的无动力炸弹也是高超音速的,相当于用飞机助推的高超滑翔弹,重量和尺寸小得多,成本比用火箭助推低得多,使用上也灵活得多,军事意义非凡。高超音速轰炸机改装为运输机,也可作为亚轨道和低轨道飞行器的发射工具,只需要很小的动力就可从高超速度和高度加速到亚轨道和低轨道。

报道称,即使不到高超音速轰炸机的程度,高超音速巡航导弹也是有巨大意义的。高超音速巡航导弹不需要全程高超音速,在巡航段用效率更高的高度超音速飞行,在衝刺段才转入高超音速突防,就像反舰导弹用亚音速巡航、超音速衝刺一样,在射程和突防之间达到较好的平衡。

报道称,高超与激波是孪生关係,激波控制是高超飞行的关键。音障、热障都是激波造成的,但玩好了,激波也可以成为减阻、增升、热管理、燃烧控制的关键。中国已经把激波控制玩得出神入化了。

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