飛得更高,更快,更遠,一直都是人類孜孜以求的目標,這就對發動機提出了非常高的要求。由於結構,原理和材料等諸多方面的限制,現有的我噴渦噴,渦扇發動機的發展已到極限水平,最大速度在三倍音速左右徘徊,雖然火箭發動機能飛得更快,但燃料消耗巨大,又成為另外一個不可逾越的鴻溝和包袱。
如果有一款既能在高超音速狀態下持續,穩定工作,同時燃料消耗又和普通渦扇發動機差不多的發動機,那麼人類的飛天夢想將再次邁進一大步。
最近,中國公開了一款創新型高超音速發動機,——站立式斜爆轟衝壓發動機。消息一出,立刻引發外媒高度關注,國外專家認為,如果能達到16倍音速的理論指標的話,這款新式航空發動機將可能改寫人類科技進程,其意義和價值不亞於當年發明噴氣式發動機。
從官方公布的風洞試驗圖片來看,這款「站立式斜爆轟衝壓發動機」簡單的有點超出大多數人的想像,最明顯的特點就是在它的前端有兩個支柱和三個橫杆,緊接著是一個傾斜的坡道,一直延伸到燃燒室,最後面是一個矩形的噴口。
俗話說得好,越簡單的東西其實越複雜,這款新式衝壓發動機也不例外,從外觀上看它與建築工地的槽鋼很像,但實際上卻是絕大多數國家看得懂,卻做不出來的尖端產品。
進氣口前面的三個橫杆,其實是發動機的氫燃料噴嘴,後面的傾斜狀坡道是單級進氣道,進氣道末端相連的是燃燒室,最後是尾噴口。
它的工作原理很簡單,在高速氣流的衝擊下,單級進氣道區域產生穩定的高溫高壓氣流,前端的氫燃料噴射出來隨即被充分混合,油氣混合物沿著傾斜坡道向上流動,壓強和溫度均迅速增大,當來到突然收縮的燃燒室口部時,油氣混合物達到爆炸臨界值,產生猛烈的爆轟現象,氣體迅速燃燒,膨脹,做功,從尾噴口高速噴出,同時賦予飛行器巨大的反作用力,實現持續的高超音速飛行。
看這原理,再看看風洞模型,是不是覺得這款「站立式斜爆轟衝壓發動機」十分簡單,可這卻是人類目前所能製造的,可能是唯一一款具備實用價值,能夠實現空天飛行的航空發動機。
它的出現絕不是偶然,代表著中國在航空理論,發動機材料以及風洞技術方面取得的最高成就。
外界認為,中國正在建造全球唯一的16倍音速激波風洞,一旦建成,中國的高超音速項目進展可能會將其他國家遠遠甩在後面。目前,中國是全球風洞數量最多,風洞類型最齊全的國家。
不得不說,中國的科研人員的智慧是超群的,這款新式衝壓發動機絕對是彎道超車的最佳體現,如果未來五到十年內能實現實用化,則意味著中國將成為真正的全球科技霸主。
更為重要的是,這款新式衝壓發動機應用前景十分廣闊,空天飛機,超音速客機,高超音速巡航飛彈和高超音速轟炸機都可以使用。外媒認為,有了它,中國未來的飛行器能在2小時內到達全球任何地方,時速將達到令人驚嘆的12000公裡/小時。任何地面防禦系統都將形同虛設。