6代機剛亮相,7代機用的技術也取得進展:氫氧旋轉爆震發動機

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我寫稿的速度趕不上,咱媽公佈技術突破的速度。大家都在關注076,六代戰機、空警-3000,鳴鏑-19。

其實僅僅不到半個月裏,咱媽還至少發佈了5款發動機的技術突破,只是關注到的人不多。“JINDOU400”“清航叄號”,前兩天我都講過了,還有220噸級大推力補燃循環氫氧發動機、氫氧旋轉爆震火箭發動機、600公斤推力級渦扇發動機。

220噸級大推力補燃循環氫氧發動機,未來要應用於重型運載火箭和可重複使用運載器;600公斤推力級渦扇發動機,主要用於高端無人機,具有高空1.5萬米以上、高速0.8馬赫以上、長航時飛行和高可靠性等特點。這兩款發動機,以後有機會我們再細說。

這次我們主要講一下“氫氧旋轉爆震火箭發動機”。如果把它和“JINDOU400”“清航叄號”放在一起,你會發現一個共同點:爆震燃燒技術


這項技術被視爲未來飛行器的核心技術之一,未來在七代機上會用,在亞軌道轟炸機上也會用,常駐月球,載人登火星使用的火箭,還會用。

無論是在航空,航天,還是介於航空和航天的臨近空間,它都是未來的核心技術。那它到底厲害在哪?

話說自然存在兩種燃燒方式,一種叫做:緩燃,說白了就是很慢,燃燒波的傳播速度低於音速,是我們最常見的燃燒方式,比如:火苗,這裏燃燒波如果不理解,你可以簡單粗暴地理解成,火焰的傳播速度很慢。傳統的發動機都採用的是緩燃,火箭發動機看起來很快的,主要是加了個“泵”。

與緩燃不同的另種方式叫做:爆震,很明顯它的特點就是速度快,燃燒波的傳播速度高於音速,一般都至少會有五六倍音速,甚至還會更高,也就是說火焰傳播速度極快,你也可以把這種方式簡單粗暴地理解爲:爆炸。爆震燃燒技術,說白了就是把這種“爆炸”變得可控,併爲飛行器提供動力。

採用爆震燃燒技術的發動機有很多優點,結構相比傳統航發簡化許多,減輕重量的同時,還更緊湊,燃燒室長度可縮短2/3以上。不僅如此,這種發動機的比衝性能和熱循環效率也要比傳統發動機好得多,就是省油,高效。

用幾個詞來總結采用爆震燃燒技術的發動機就是:更輕、更快、更省油、更高效、更大推力。

正是這些優點,所以無論航天、臨近空間還是航空都可以用。而這次“氫氧旋轉爆震火箭發動機”,對於航我國航天的發展意義重大。火箭的推進劑佔總質量近80%~90%,比如:胖五總重約870噸,自身結構重量只佔約10%,剩餘的都是推進劑。爲了減輕重量,火箭殼體“蒙皮”厚度只有1.2毫米-2毫米,火箭整流罩蒙皮厚度只有0.3毫米。

如果火箭發動機用上爆震燃燒技術,同樣的條件下,由於效率提高,就不用帶那麼多推進劑,留出來的重量,可以多帶一些航天員或者東西上天。對於常駐月球,載人登陸火星來說,這樣的提升意義十分重大。

而爆震燃燒技術,在20-100公里高度的臨近空間中,發揮的作用就更大了,尤其是對高超音速飛行器來說。

“DOUJIN400”和“清航叄號”屬於這個類型的發動機,都不是火箭發動機,不需要攜帶氧化劑,火箭發動機則是需要帶氧化劑的。其中,“DOUJIN400”未來會用在“雲行”系列超音速飛機。

超音速武器一般用的超燃衝壓發動機,但這種發動機有個短板,不能在靜止狀態下啓動,需要藉助火箭助推等輔助手段使飛行器達到超音速,“清航叄號”採用“爆震燃燒+衝壓”相結合的方式,彌補了衝壓發動機的短板,所以它可以從靜止啓動,一直加速到高超音速。

也就是說,如今我們已經朝着讓高超音速飛行器和火箭更省油的方向努力,而老美卻只完成了一個高超音速的試驗。

那爆震這麼好,爲啥不造發展呢?

上個世紀50年代,就有人提出來了,但爆震非常不可控,溫度和壓強極高,溫度能達到近3000度,壓強超過100個大氣壓,對於發動機的材料要求極高。所以,一直以來,並不是原理搞不清楚,而是發動機的設計和材料上,沒辦法克服。

每一次航發的革命性進步背後都是材料的進步,最近集中公佈三款“爆震燃燒技術”,說明我國在材料學領域取得重大突破。

#氫氧旋轉爆震火箭發動機#

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