21世纪被称为高超声速飞行世纪
依照涉及的相关媒体作出的报道,中国的高超声10马赫风洞成功开展运行,达成了氢氧燃料超燃冲压发动机在高超速条件之下能够自我燃烧,这属于中国于高超声速领域的又一项重大突破。
此次试验,从新闻里关于氢氧燃料的内容来看,可知应该达到或者接近10马赫,这表明中国在高超声领域的研究正朝着纵深方向发展,该新闻的关键词是氢氧燃料,现在常用的航空发动机燃料是碳氢燃料,也就是我们平常所说的航空煤油,它拥有性质稳定、易于保存、技术成熟、成本和费用较低的优点,然而碳氢燃料最大的问题是燃料相对较慢,原因是其在燃烧之前需要经历一个雾化和气化的过程,这对于超燃冲压发动机而言是极为不利的,因为在高超速飞行状况下,气流在燃烧室的驻留时间非常短暂,要是燃烧速度慢,就会致使燃烧效率降低,单位燃烧所产生的能量减少,一般断定碳氢燃料能够满足速度在8马赫以下的高超声速飞行,一旦超过这个速度便需要氢氧燃料。
国产氢氧燃料超燃冲压发动机工作状态图
氢氧燃料跟碳氢燃料相比较 ,其最大的特点突出就处在燃烧速度方面 ,氢氧燃料所具备的燃烧速度是后者的大概五倍左右 ,如此一来燃烧效率便有所得到成倍提高,大概是后者的三倍左右 ,所以氢氧燃料相对而言更适宜于高达十马赫以上的速度 ,然而氢氧发动机存在的最大缺点在于液态氢的制备过程艰难艰难存在困难 ,状态呈现不稳定态势 ,在运输以及存储方面同样面临非常大的困难 ,除此之外液氢的温度属于极低的情况 ,这对于发动机的材质以及工艺来说都意味着是一种挑战 ,不过氢氧燃料本身蕴含着巨大的优势 ,尤其是在高超声这个领域展现出的优势更为凸显 ,依旧是被视作最为理想状态的高超声速燃料 。
超燃冲压发动机,其情形宛如,于龙卷风当中去点燃一根火柴,且要实现稳定的燃烧。
氢氧燃料超燃冲压发动机存在诸多技术难题,此前提到氢氧超燃冲压发动机飞行速度能达10马赫,气流在燃烧室留时极短,所以要求燃料快速与空气混合后燃烧,此次试验突破了这一关键技术,在百分之一眨眼时间(5毫秒)内实现了氢燃料与近3千米/秒(10000公里/小时)速度空气的空间交汇,且达到“你中有我,我中有你”水乳交融状态,还有是在超高速气流条件下启动并稳定燃烧,有人如此形容难度“如同在龙卷风里点燃一根火柴并稳定燃烧”,试验中相关单位用了光壁横向喷注与凹腔稳焰结合技术,实现了火焰稳定燃烧,虽时间或许不长,但也表明国产氢氧燃烧超燃冲压发动机已迈出可喜第一步。
高超声速飞行器能够1小时打击全球目标
国产腾云飞行器
全球航空航天界众皆以为新世纪乃“高超声飞行世纪”,高超声飞行器属未来发展趋向与制高点,在于其于军用、民用范畴存有巨大价值,当高超声速飞行器越过10马赫关卡后,便可达成全球1小时打击目的,大幅提升对紧急事态之反应能力,此外鉴于高超声速飞行器航迹灵动,不像弹道导弹那般刻板呆滞,致使对方实施拦截更为艰难,于民用域中,当下喷气式客机跨洋或洲际飞行需10小时之上,而未来高超声飞行器仅需1至2小时,可削减诸多时间,提升社会运转效率,进而节省大量成本与费用,由此而言,国产氢氧燃料超燃冲压发动机之发展为国产高超声飞行器发展筑牢了坚实根基,进而得以在未来竞争里占据有利位置。(作者署名:小飞猪观察)