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最近两年高超音速武器、轨道轰炸器等概念大行其道 , 其实目前的尖端武器武器已经悄悄突破了天空的限制 , 真正有威慑力的武器往往都有高轨道飞行器能力 。 而不管是天地往返的空天飞机 , 还是全球到达的轨道轰炸器 , 都离不开航发技术 。 而最近国内空天飞机使用的双模式发动机关键设备预冷器5马赫热态冷却试验已经完成 , 意味着国内双模式航发的巨大突破 , 仅仅2年后就追上西方同类水平 。
【空天飞机|国内双模式云龙航发突破?全球到达的关键设备,两年追平西方水平】根据媒体公开报道 , 近日航天科工集团第三研究所31所预冷动力技术中心的试验台完成了“云龙”发动机5马赫实验 , 实现了毫秒级时间降温达到1000摄氏度 。 看到这里大家可能是比较懵的 , 只知道突破了 , 但是不知道具体优势在哪 , 下面详细给大家解读一下 。
这次试验的是“云龙”发动机5马赫状态下预冷器测试室 , 这是空天飞机双模式航发的关键 , 搞定这个 , 基本成功一半 。 所谓双模式 , 就是吸气、火箭双模式 , 吸气就是和大气层内发动机一样 , 通过进气道吸入空气作为氧化剂燃烧 。 而火箭模式则是通过自带的氧化剂燃烧 。 双模式发动机作为空天飞机的动力 , 则可以在大气层内外都能够用一个发动机工作 , 不需要和传统火箭一样抛弃分离 。
那么这时候问题来了 , 在大气层内正常速度下 , 进气道吸入的空气温度是可以接受的 , 但是达到5马赫的高空高速下经过压缩的空气温度可以达到1000℃以上 , 必须要降温 , 否则会直接烧毁发动机 。 而预冷器就是起到这个降温作用的 。 那么这个设备突破了又有多先进呢?
以西方来说 , 著名的云霄塔空天飞机采用的双模式佩刀发动机SABRE , 可以在20毫米内冷却到零下130℃ 。 这个测试是在2019年完成的 , 而2年后我们毫秒级内也追平了相同水平 , 可以说技术实力和西方是相当的 。
其实从以上就不难看出 , 预冷器是双模式发动机的第一个关卡 , 这关过不去 , 即便发动机功率达标 , 研发出样机也是无法运行的 。 目前普遍使用的散热技术是液氢和氦气换热 , 而氦气在和高温进气进行换热 。 西方就用了超量液氢作为冷却源 , 而国内这次也是基于液氢燃料的多循环深度耦合预冷发动机 , 双方在技术类型上也是差不多的 。
而预冷器的成功 , 预示着国产“云龙”发动机的关键设备突破 , 这款云龙发动机是中航31所面向未来国产可重复使用单级/两级入轨运载器 , 也就是我们俗称的空天飞机的标准动力装置 。 当然了 , 其它需要同时运行在大气层和入轨的飞行器也是可以使用的 , 比如说轨道轰炸器等等 。 而一旦西方掌握该技术后 , 既可以做到全球到达能力 , 可以在任意时刻在全球任意位置出现自己的飞行器 , 这对于目前尚且模糊的轨道归属构成了很大条件 , 也就是说这个技术西方有 , 我们也必须有 , 不然很容易受制于人 。
总体来说 , 云龙航发的突破 , 是双模式空天发动机的重要的里程碑 , 不管是未来的天地返回飞机 , 还是轨道运行的察打一体飞行器 , 这个航发都有重大意义 。 可以说未来进入到轨道威慑概念时 , 我们将不会存在“心脏病” , 这次终于可以同步和西方竞争了 。
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