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中国已经成功地测试了原型高超声速发动机,可以绕地球飞行在两个小时

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图像源: Zonglin JIANG, Zijian ZHANG, Yunfeng LIU, Chun WANG, Changtong LUO, The criteria for hypersonic airbreathing propulsion and its experimental verification, Chinese Journal of Aeronautics, 2020, ISSN 1000-9361, https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.11.001

新的sodramjet冲压发动机的原型在风洞中进行了测试。 他成功地工作在马赫9的空气流速,并根据实验的结果,事实证明,他的速度的理论极限达到马赫16。 这将允许一架带有这样一个发动机的飞机在两个小时内环游地球,但在中国测试这种速度的风洞尚未建成。

中国科学院的科学家 (CAS) 发表了关于原型测试的报告 在中国航空杂志. 该研究的主要作者姜宗林 (蒋宗林)说,他的团队的发展将作为基础,创造可重复使用的轨道航天飞机和新一代的高超声速飞机。 名称 sodramjet 是从短语派生 立式斜爆冲压发动机,它可以被翻译为冲压发动机与倾斜驻波的点火。

发动机运行在纯氢和它的设计使用未命名的特殊合金。 它们是专门为 sodramjet,因为在火箭和航天工业中使用的金属将难以承受出现在新冲压发动机的温度。 测试原型的装置是从高超声速冲压发动机的已知方案显着不同。 它实现了美国研究人员在20世纪60年代提出的用冲击波点燃燃料的想法。但半个世纪前,材料科学甚至不允许由于其令人难以置信的高工作温度而制造这种发动机的实验样品。

Sodramjet引擎的三维模型

图片来源:江宗林,张子建,刘云峰,王春,罗昌桐,高超声速呼吸推进的标准及其实验验证,中国航空学杂志,2020,ISSN1000-9361,https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.11.001

业内专家受访 南华早报 建议 这些对中国人的测试 sodramjet是 进行了"很久以前"。 通常在中东王国,这样的项目被严格保密的光环所隐藏,并且对他们的进展一无所知。 在公共领域的实验结果的当前公布可能表明,该计划为高超声速发动机在中国的发展已经显着进一步移动。

中国科学院的工程师和科学家在能够创建高达马赫9的空气流速的高超声速风洞中进行了一项实验。 这大约等于每小时11万公里。 在测试过程中原型的性能是稳定的-它按预期工作。 在推断测量结果的过程中,科学家们得出结论: ツ环板篠ョツ嘉ッツ偲 将稳步加速并以高达16马赫的速度高效运行。 这大约是每小时19.5万公里,也就是说,具有这种发动机的飞机将在两个多小时内围绕整个赤道飞行。

Sodramjet发动机的原型

图片来源:江宗林,张子建,刘云峰,王春,罗昌桐,高超声速呼吸推进的标准及其实验验证,中国航空学杂志,2020,ISSN1000-9361,https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.11.001

为了测试理论计算将不得不等待一个更强大的风洞的建设。 那么,在实际应用之前 sodramjet的 可能永远达不到。 是的,中国科学家实施的计划展示了惊人的指标。 事实上,这样的发动机飞行的速度越快,它的工作效率就越高。 然而,在其建筑中使用的材料存活只有短期实验。 他们将如何在持续几十分钟的航班表现仍然很难预测。

冲压式喷气发动机吸引了飞机设计师和火箭科学家,因为他们在早期发明的简单性和高理论性能 第二十 世纪。 最小的运动部件(除了需要可调节的进气口),高速时的最高效率-只是一个童话故事。 然而,他们在相当狭窄的领域找到了实际应用。

在风洞中sodramjet发动机的原型

图片来源:江宗林,张子建,刘云峰,王春,罗昌桐,高超声速呼吸推进的标准及其实验验证,中国航空学杂志,2020,ISSN1000-9361,https://doi.org/10.1016/j.cja.2020.11.001

这种发动机的工作原理是基于进入空气的压缩不是由压缩机,而是由进气口的形状。 正因为如此,它们无法以零速度运行,并且具有高达马赫1的令人遗憾的效率。 超音速冲压发动机 (冲压发动机),其中传入的气流减慢到亚音速,证明几乎不可能加速超过马赫5。 更快-进气口和燃烧室的温度超过所有合理的限制。 与此同时,燃油效率急剧下降。 但他们已经在防空和反舰导弹中找到了应用,这些导弹通过固体燃料的第一阶段加速到超音速。

高超声速冲压发动机 (超喷射引擎)的排列方式有所不同。 在它们中,气流永远不会减慢低于声速,这使您可以扩大发动机的工作范围。 从公共领域的数据来看,现代 超喷射引擎 达到7-8马赫数的速度。 进气口中出现的冲击波锋阻止了进一步的加速,该冲击波锋从字面上撕下燃烧室中的火焰。 此外,由于发动机的不稳定运行,温度也会在雪崩中增加。 据推测,这种冲压式喷气发动机安装在开发有前途的高超声速导弹上 XXI 世纪。

从理论上讲,所有这些限制可以规避,有时甚至通过实施"金属"的一些想法。 这正是中国专家所证明的。 然而,在解决了发动机过热的问题后,飞机出现了类似的情况。 在3马赫以上的速度下,飞机或火箭的机身开始升温到铝合金失去强度的温度。 马赫5后,只能使用一次性结构。 迄今为止,在不使用复杂的冷却系统或烧蚀涂层(通常是一次性的)的情况下,不可能实现可重复使用的高超声速飞行器。

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