爆轰与爆震发动机区别,爆震发动机缺点有哪些

首页 > 机动车 > 作者:YD1662023-11-26 10:33:32

姜宗林团队在实验中观察到了白热的激波层,这是诱燃和起爆的关键

爆轰与爆震发动机区别,爆震发动机缺点有哪些(21)

这一切离不开高超音速风洞

工程实现有多少难题谁都知道,可贵的是工程样机做出来了,还在高超音速条件下测试成功了。这才是姜宗林团队的厉害之处。斜激波在理论上可以达到M16以上,但当前世界最高水平的高超音速风洞在中国,还只能达到M9,现阶段的实验只能到M9为止。中国已经在建M16一级的风洞,预计将继续推动高超音速推进的研究。

姜宗林团队的成果有两个世界第一:

  1. 斜爆震发动机试验成功,
  2. 中国能提供必要的高超音速风洞給斜爆震发动机测试

这两个都是了不起的成就,值得在世界上吼一嗓子:“厉害了,中国!”一定会有人说,ODE的基本概念“人家外国人”早就发明了,现在不过是做出来了,没什么稀奇的。这是不对的。爱因斯坦发明了相对论,奠定了原子弹的理论基础,但直到费米建立了可控的核反应,才有曼哈顿计划才做出了原子弹的事情。每一步都是了不起的成就,不存在理论发明在先所以工程实现就不值一提的事情。姜宗林团队还没有到发明原子弹的地步,但相当于费米在芝加哥大学运动场看台下的第一台反应堆。

斜爆震发动机最终会用于高超音速飞机和空天飞机,极大地缩短世界上任何两地之间的距离,同时军事应用也是显而易见的。在短期内,最可能的应用是高超音速无人侦察机,无侦-8采用火箭动力达到了初步要求,但是有缺憾的。采用超燃冲压或者斜爆震发动机可以大大增加续航时间,增加侦察范围,达到“大气层内无限变轨卫星”的作用。

“嫦娥5”返回时,采用水漂技术,这在探月和轨道航天器中是首创的。“阿波罗”和“联盟”飞船都是弹道式再入,用降落伞着陆。航天飞机是简单滑翔再入,以便水平着陆。“嫦娥5”依然是降落伞着陆,但采用水漂技术,或许是为了在水漂中降低再入速度,并更加精确地控制着陆点。不管是出于什么原因,中国对水漂技术已经玩熟了,不管是不是绝对必要,都可以玩一把,反正风险已经足够低。在这种情况下,空天飞机或者军事航天器可以在水漂中用斜爆震发动机加一把速就有特殊意义了,可以长时间无限制变轨,比现有的侦察卫星有用多了。前一段时间神秘的“中国X37”的意义似乎清晰了一点。

用于高超音速洲际导弹的话,可以用小得多的助推火箭升空,然后在亚轨道高空转入水平飞行。不仅弹道更飘忽,还因为助推火箭的尾焰比洲际弹道导弹小得多,与战术弹道导弹的尾焰特征相似,而增加判别困难。如果用包括斜爆震的组合发动机起飞,那就像飞机一样,基本无法用红外预警卫星预警了,将彻底打破美国的反导弹体系。而且速度达到M15-16的话,差不多达到M25一级的洲际弹道导弹速度的2/3,比不超过M8的超燃冲压导弹快了一倍,M2-3一级的超音速巡航导弹就根本不可比了。

说到火箭,爆震发动机(不管是脉冲爆震、回旋爆震还是斜爆震)也是可以用于火箭发动机的,与大气层内使用相比,空气进气改成氧化剂进气而已。不过斜爆震需要进气就是超音速的,比较起来,脉冲爆震或者回旋爆震的火箭发动机可能更易实现一点。现有火箭发动机实际上还是等压燃烧,爆震的压力和比冲更高,用于火箭发动机可以把比冲至少提高30%。

爆震发动机另一个有意思的应用是炮弹增程。RDE比较容易与炮弹的形状相整合,由于只需要携带燃料,不需要携带氧化剂,与火箭增程相比,可以增加射程,或者增加装药。

至于斜爆震发动机与超燃冲压哪个更先进的问题,应该说各有优点,互相补充。等容燃烧的内燃机取代了等压燃烧的蒸汽机,但等压燃烧的燃气轮机重回江山了,所以不是等容燃烧必定比等压燃烧更先进那么简单。另一方面,等容燃烧的PDE和RDE或许有朝一日会补充等压燃烧的燃气轮机,在航空世界里各霸江山,而结合爆震燃烧的超燃冲压也在研究中。

中国的人们在继续为大推力涡扇而焦虑,但高超音速和各式爆震发动机才是航空航天技术的前沿。超燃冲压、PDE、RDE、ODE……这是百花齐放的年代,在通往星辰大海的征程上,姜宗林及其团队还会再立新功,而这只是中国众多团队之一。

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