你敢相信吗?从北京到广州只需要五分钟,飞遍全世界仅要两个小时,这不是白日做梦,这是我国对老美的又一项技术反超,也是中国走向世界之巅的实力表现。
不要以为我在说科幻片,中国的超燃冲压发动机已经实现了弯道超车,彻底将美国甩在了身后。
今天就让我们深入了解一下这款怪兽级冲压发动机是怎么诞生的,是什么样的原理能让他这么快呢?
曾经老美独占发动机领域龙头老大的位置,如今,甚至有专家推测中国这项技术可一举赶超老美很多年。连老美得知消息后慌了,要知道世界上掌握这项核心技术的国家寥寥无几,而现在,我国一出手就将老美得世界纪录甩的远远的,让老美无力追赶中国速度。
就在去年的11月29日,中国科学院力学研究所发布了一条令中国人民兴奋的好消息,他们在国产超燃冲压发动机的相关试验中取得了重大技术突破。在实验中,我国的超燃冲压发动机实现了连续600秒的运动时间,打破了老美发动机210秒的世界纪录。
我们团队自主研发的超燃冲压发动机的工作时间是美国的三倍,是印度的120倍,在高超音速风洞实验中速度可达16马赫。那么16马赫有多快呢?换句话说,就是大约每小时2万公里,两小时就可以抵达全球各地。
俗话说,天下武功,唯快不破。试想一下,若是这样一款发动机运用到空天战机上,其性能将会多么可怕。
早些年间,我国的航空领域的发展并不是很顺利,不仅航空技术人员缺乏,还有很多航空的核心部件都需要从外国进口来维持我国的航空事业,而我国的航空事业也不得不被外国牵着鼻子走。
发动机即为一种把其他形式能转化为机械能的机器,包括内燃机、外燃机和喷气机、电动机、漩涡发动机等等。而发动机对飞机的重要性其实不用多说,没有了发动机的飞机其实就是一具没有灵魂的空壳模型而已。
事实上,所谓的发动机是一种可以将其他形式的能量转化为机械能的机器。目前市场上有两种通用发动机,广泛应用于非机动动力装置,一个是喷气式飞机发动机,通过喷嘴高速喷射的气流产生反推力,一种是涡轮风扇发动机,通过喷嘴喷射的气体和风扇排出的空气共同产生反推力。
而早在18世纪中,英国科学家瓦特就发明了蒸汽机,在上世纪50年代就开展了多个多燃冲压发动机的实验了。例如,世界第一代安装了超燃发动机的X7,而我国由于当时条件的限制,不仅无力发展发动机等相关领域,在其他领域更是举步维艰。
近年来,老美新开发了X51,这也是老美最有前途的新引擎,但也出现了一些对错事件,然而它没有取得令人满意的结果,虽然它的速度达到了预期因素的六倍,在实验中它的最大工作时间只有210秒,这项技术使老美遭遇了前所未有的瓶颈。
在中国科学院力学研究所的实验团队发布这一消息之前,中国终于在超燃发动机取得了质的突破,并开发了一种直立斜抱冲压发动机。
老美完全慌了,因为这种发动机是世界上最先进的发动机技术之一,要知道发动机是飞机的心脏,而最早的发动机诞生于英国,后来被老美超越,甚至成为了目前为止世界上航空技术最成熟的国家,过去这项核心技术只有少数几个国家拥有。
由于中国科技发展起步较晚,在航天发动机领域被西方国家排除在外,无论是H20之类的战斗机,还是C919民用客机,都受发动机的影响存在着一些问题,导致飞机性能受限,整体实力比不上国外的飞机。而这个瓶颈正是推力和然烧的稳定性这两大关键问题,这两大问题都存在着一定的技术障碍。
我国在无数个科研人员的努力下,最终在这一突破口取得了巨大成果,实现对老美的弯道超车。根据相关实验数据,该发动机在高超声速风洞实验中,依靠其强大的推力,最高转速达到16马赫。这样的速度到底是什么概念呢?
如果以后将16马赫的速度实现应用于飞行器上,那么飞行器的时速就能达到2万公里每小时,意味着两个小时就可以飞过赤道周长为4万公里的地球一周。
最大的不同,或者说最大的优势就是一般的发动机在运行过程中需要携带氧化剂,而这种超燃冲压发动机却不需要。它在做工的时候可以在飞行的同时获得氧气,这样不仅可以减轻发动机整体的质量,还能再消耗同等质量的飞行器的情况下产生更大的推力。
根据数据显示,在设计上它不包含任何的移动部件,主要包括单级的进气口,氢燃料喷射器和燃料是三个部分组成。在飞行的过程中,高速的气流会通过特殊设计的进气道进入发动机,然后再与氢燃料混合再点燃,开始燃烧之后就会产生巨大的推力,几乎可以轻松超过所有的超音速飞机。
飞行器飞得越快,发动机产生的推力也会越大,推力越大,飞速速度也会越快,一直循环加速下去,甚至可以突破预计的16马赫。
当时的老美正在研制一款高超音速吸气发动机,但他们遇到了一个重大的挫折,当时的发动机没有运动部件,本以为在高超音速状态下的表现会好于普通喷气发动机,它在实验中经常出现问题,其中一个重要原因是高速气流产生的冲击波会使火焰瞬间熄灭。
而中国研制成功世界唯一的Gf2超高速音速激波风洞。到目前为止,中国是拥有各种型号风洞最多的国家。但实际上,风洞实验的成本非常高,不管是在建设成本上,还是在研制我们的发动机,中国在其中的投资已经高达数百亿美元。
这款新型发动机是利用了高超声速燃烧过程中的爆轰效应,从而产生出热效率可以在毫米级空间以微秒级时间内释放出70%的能量。
令人振奋的消息,这款新型发动机产生的能量比其他传统的等压燃烧模式产生的能量要高出一半。更令人兴奋的是,该款新型发动机制作简单,结构也并不复杂,是非常理想的空天发动机系统。
由于站立式斜爆破冲压发动机采用爆轰模式,作为高超声速推进时会有极高的反应效率,所以发动机的尺寸就可以得到大幅度的缩小,但发动机的推力速度却得到了提升,这极大程度提高我国发展信心,也鼓舞我国其它领域发展。
而站立式斜爆轰冲压发动机能研发成,风洞自然功不可没。在这款发动机的研发过程中,风洞扮演着极其重要角色,提供信息研发的基本数据风洞,被称之为飞行器的摇篮,像神舟飞船等一系列国家重要器械,都离不开风洞的帮助。
可见,我国当前科研水平进步速度之快,很少人知道研发过程中风洞的成本十分之高。光是建设成本就高达数百亿美元,这就劝退了一些想要发展新型发动机的国家。但我国在这种关键问题上展现了新时代大国应有的魄力与实力,以最快速度集结了国家力量。
中国在不断的发展中,在世界的舞台上展现了大国风采,让更多国家领略到中国的魅力与实力。现如今,中国已成为世界上第一个研制技术成熟的超燃冲压发动机的国家。
可以说,中国在风洞和超燃冲压发动机领域已经超过美国。相信该款新型发动机的问世,不仅揭示了我们国家未来航空领域的发展趋势,也代表着发动机未来发展的一个方向,更预示着我国科研技术水平的不断提升。
此外,我国会在未来新型技术方面拥有绝对的话语权,为国家安全和国民安全提供了更多更有力的保障。需要强调的是,我国能在超燃冲压发动机领域取得如此快速的进步,离不开无数不懈坚持的科研人员的努力。
现在看到中国的科技正逐步领先世界,我们有理由相信,在不久的将来,中国也将成为世界领先的科技强国。
由于现代科技发展日益迅速,制空权显得愈加重要。如果将携爆轰冲压发动机安装在飞机动力系统上,进一步提高远程作战能力,那会推动我们军事水平上升到更高的层次。对我国的航空航天工程来说,具有划时代的意义。
提高核心科技在生活中的各个方面,那我们的未来将不可估量。在这里也要诚挚地感谢我国的科研人员和国家有利的支持。
你怎么看待该款新型发动机的问世呢?欢迎大家在评论区留言发表自己的看法。