|
本帖最后由 晨枫 于 2023-2-15 00:09 编辑
5 @5 N- _4 h% \! P" @; r* x$ ~7 l" C% {( V& F
亚燃冲压不难,超燃冲压才是难事,这事常识。但高超飞行需要超燃冲压,否则阻力太大。/ O) I0 m1 Z1 Y- m; i
+ v( d8 N6 z7 x+ d% n" ^1 w) R
超燃冲压的难点就在“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。超燃冲压的难点正在于又要超音速燃烧,又要避免爆炸。) Z+ b5 m# e; @1 \
" s& D+ h7 ^0 ^, ^超燃冲压需要用额外的手段把受到音速限制的空气膨胀波“拉走”,避免热量过度急剧和爆炸,但技术复杂,操作上的容错空间很小,启动和变速困难。* f6 V' c6 W" T% y
4 C i9 E+ q/ P1 f+ D
亚燃冲压正好相反,技术简单,容错空间大,启动和变速相对容易,只是在高超的速度下,阻力太大。
9 ~6 B6 p7 A! n+ W- I7 {" `
+ p) ?/ b% Z" r. N0 U* a" T5 `7 x0 t2月14日,《南华早报》报导,国防科大一个马力昆(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模拟在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冲压。. z# e+ R$ s% T @$ A' }4 x6 ]
. o% ^) s o% V6 y& z+ H团队是在研究超燃冲压的过程中,发现亚燃冲压的燃烧效率更高。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。团队成功地在亚燃和超燃之间实现转换。
9 _, O. Q8 C' ]$ N5 w0 M% u' j [% b
/ a% D( v Q# G8 a9 M
& f. L: P! K; Y" n8 d亚燃冲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冲压。但M5-6恰好是高超的过渡期,既可以用亚燃冲压实现,但已经触及速度的天花板了;也可以用超燃冲压实现,但有启动和操作弹性的问题。团队结果证明了在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。: a/ d4 t& ^+ E. Y7 P2 I+ R& ^
6 m, r6 J; p. n& _5 C超燃冲压需要达到M5-6才能点火。高超音速导弹可以用火箭助推到超燃冲压的点火速度,回避从低速加速到超燃冲压点火速度的问题,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。
9 C; ~3 G; n+ [- K7 ^7 @4 n
" L( Z8 G& F2 d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。+ l4 v* C. `/ q) [" f: |
4 S% s, d/ P; u, A3 f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。8 l4 }# q) b& N* G, ^
0 \9 ]% ~; u$ Y9 C6 g. z b# o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,在冲刺段才转入高超音速突防,就像反舰导弹用亚音速巡航、超音速冲刺一样,在射程和突防之间达到较好的平衡。
/ }! g2 ?% [" ?$ ?
1 S; u! n( p1 n高超与激波是孪生关系,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。 |
评分
-
查看全部评分
|