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最近中国航天出了一个大新闻 , 实验成功10马赫风洞技术 , 在5毫秒时间内 , 氢气在速度近3千米/秒(10000公里/小时)空气中的超声速自主燃烧 , 并获得了超声速燃烧模态下的试验数据和火焰图像 。
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这高超音速风洞是带火焰的 , 确实稀罕
而承载此次试验的是航天十一院自主研发建造的我国首座、国际最大口径自由活塞驱动高能脉冲型风洞 , 此次氢氧燃烧推进试验 , 一举攻克了
超高速超燃冲压发动机地面试 分页标题#e#
验的两大关键技术性难题 ,一是通过极为精确的时序控制技术 , 在百分之一的眨眼时间(5毫秒)内实现了氢燃料与速度近3千米/秒(10000公里/小时)空气之间的空间交汇 , 并且达到“你中有我 , 我中有你”的水乳交融状态;二是利用光壁横向喷注与凹腔稳焰相结合的技术 , 实现了氢燃料的超声速点火与稳定燃烧 , 这好比在高强度龙卷风中实现了一根火柴的点燃及稳定燃烧
。
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追求速度永无止境 , 2-3马赫飞行的喷气飞机不够用了 , 世界开始迈向空天一体化作战 , 需要更快速度
此项试验的成功 , 不仅标志着该院的高能脉冲风洞正式迈入实用化阶段、真正成为先进飞行器的孵化器 , 更表明此风洞的3千米/秒(10000公里/小时、马赫10)量级氢氧燃烧推进试验能力取得关键性突破 , 从而为我国的超高速超燃冲压发动机研究提供了良好的技术储备 。 此举将大幅加快分页标题#e#
天地往返运输系统动力技术
的革新进程 , 促进现有动力的“开弓没有回头箭”难题的解决 , 从而实现真正的“腾云驾雾”、灵活自由地穿梭于天地间 。对于这个新闻的解读 , 其实可以分成2个关键词 , 一个是
超燃冲压发动机
, 另外一个就是天地往返运输系统动力技术 ,
简单来说就是空天飞机 , 当然从逻辑上是很明显的 , 要搞好空天飞机 , 最好的技术路径就是超燃冲压发动机 。
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超燃冲压发动机 , 最大的特色就是结构简单 , 麻烦是燃烧不稳定 分页标题#e#
其实从速度来看 , 普通火箭发动机推进的洲际导弹弹头速度都可以达到30马赫 , 但是火箭发动机由于推进剂全部需要自己携带 , 使用火箭发动机推送载荷上天价格昂贵 , 所以科学家就把点子打到大气层的氧气上 , 高速高空发动机能不能不带氧气 , 剩一半燃料 , 所以这就是超燃冲压发动机的来由 。
超燃冲压发动机是最近几十年出现的新概念 , 简单来说吸气发动机燃烧速度有几种 , 一种是亚燃发动机(亚音速燃烧发动机)所有的航空用的发动机几乎都是 , 包括涡喷涡扇发动机都算 , 普通涡扇发动机或者涡喷发动机的工作极限就是3马赫 , 超过这个速度 , 叶片增压就失去效果 , 只能采用冲压发动机设计 。
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中国已经掌握4马赫冲压发动机技术 , 某些型号导弹采用了这项技术
在这个基础上还有超音速冲压燃烧发动机 , 这种发动机工作速度一般在6马赫以下 , 而6马赫以上则必须使用超燃冲压发动机 ,
超燃发动机工作速度在6马赫以上 , 单位推力是所有类型发动机冠军 , 所以这是全世界高超音速飞行的热点
。
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速度6马赫以上 , 超燃冲压效果最好
6马赫以上带来了一个很大的麻烦 , 速度太快之后 , 使得滞止温度太高 , 从而导致燃料发生严重的离解失效问题 , 而且加上燃烧速度过快 , 所以这是一个天大的技术难题 , 所以全世界都追求几十年 , 但是一直没搞定 , 中国航天第一次实现10马赫高超风洞 , 算是开了一个好头 , 中国的空天飞机 , 将从这里起飞 。 分页标题#e#
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实际上 , 这个风洞公开的指标是测试指标是3-30马赫 , 高度20-100公里 , 实际上来说 , 20公里以下 , 3马赫以下 , 还是需要依靠别的动力 , 比如喷气发动机 , 或者火箭发动机 , 实际上空天飞机还是真不轻松 , 一种发动机通吃 , 还做不到 。
来源:(精彩趣投稿)
【】网址:/a/2018/1210/kd36901.html
标题:每秒跑3公里!中国10马赫高超风洞成功运行,助力空天飞机