美国60年的研制成果被反超?
前不久,我国站立式斜暴轰冲压发动机取得了突破,连续工作时间超过600秒,接近美国X51A飞行器210秒持续工作时间的3倍。这种由我国发明、全球首创的新型超燃发动机,的确打破了美国的垄断,让中国在发动机的某领域率先走在了美国的前面。因此有网友发表文章称,我国的神龙一号航天飞机,就充分利用了这一技术。希望我们变强的想法虽好,但是航天飞机真能借鉴冲压发动机的技术吗?另外,这款超燃冲压发动机到底有何特别之处,能够一举反超美国近60年的研制成果呢?

什么是冲压发动机?
冲压喷气发动机简称冲压发动机,这种发动机的构造非常简单,仅由进气道(又称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成。

其主要原理为,高速的气流进入发动机内部后压力剧增,高温高压的气体引燃燃料,使得燃烧室内的温度和压力再次剧增,最后炙热的高温高压燃气从喷管喷出,从而给装备了这种发动机的飞行器提供强大的动力。理论数据表明,当进气速度为3马赫时,空气的压力可提高37倍,而且1平方米的冲压发动机在11公里的高空,以3.5马赫的速度飞行时,能够产生约30吨的推力,随着高度的下降,空气密度逐渐增加,推力还会增加。更令人意外的是,此时发动机的自重不会超过1吨。所以,冲压发动机具备重量小、推重比大的优点,最重要的是这种发动机的结构简单,不仅成本低、而且维护保养也极为简单。

冲压发动机的分类
冲压发动机按应用范围,可以分为亚燃冲压发动机超燃冲压发动机两种类型,那么这种发动机能否用于航天飞机呢?以美国的X37B航天飞机为例,其由运载火箭发射升空,进入外太空以后有自身携带的砷化镓太阳能板和锂离子电池提供动力。

那么美国为何没有使用冲压发动机提供动力呢?那是因为在外太空,没有空气来提供氧化剂,所以一般进入外太空飞行的洲际导弹、航天器等,都使用的是火箭发动机或者太阳能来提供动力。如果真能发明不使用氧化剂就能工作的冲压发动机后,火星的探测窗口也不用间隔26个月了。当航天飞机返回大气层后,根本就不用担心因为缺乏动力而导致航天飞机无法落地。所以这种冲压发动机最适合的*器武**还是导弹、战斗机、客机甚至是无人机,航天飞机或许真不适合使用这种发动机。那么中国这款站立式斜暴轰冲压发动机,到底有何特别之处,能让一直处于落后的中国航空,一举弯道超车呢?

超燃冲压发动机
进入发动机内部的高温气体,能够点燃与空气充分混合的燃料,但是高压同样会“吹灭”刚刚点燃的火苗。所以能够持续稳定燃烧的超燃冲压发动机,才具备实用价值。而且理论上认为,在试验条件下,能够持续工作5分钟,也就是300秒的超燃冲压发动机,才具备实用的可能性。但是X51A飞行器的最好成绩只有210秒,因此美国至今依旧没有突破这一点。

根据网上曝光的图片可知,中国这款新奇的发动机,与传统直通式的发动机有所不同。它的进气口斜向上、而燃烧室以及喷嘴则斜向下。这种发动机利用高温高压冲击波,点燃从三道横杆中喷出的液体燃料,同时,由于折角的关系,或许能够顺利的将点火和燃烧完美地分开,从而让超燃发动机能够持续稳定的工作。虽然我们可以这样理解,但是其中利用的高科技是我们想不到的。虽然我们的超燃冲压发动机,试验成绩比理论值高出一倍,那我们是不是可以将这种黑科技应用于实践了呢?此时很多小伙伴们可能会想到变循环发动机。不过光有这种技术或许还不行。

大名鼎鼎的SR-71黑鸟侦察机,使用的J58发动机就是全球比较早的变循环发动机,其巡航速度3马赫、最大飞行速度可达3.2马赫。

不过超燃发动机的使用条件就是速度要超过6马赫,低于6马赫时,实现的是亚音速燃烧。美国空军于上世纪60年代验证的X15,是一种由B52轰炸机携带发射、使用火箭发动机的飞行器,限于当时的条件,最终只获得了最高5.9马赫的飞行速度。而根据目前涡扇发动机的性能,各种战斗机仅能够达到3马赫的极速。所以想要真正使用超燃冲压发动机技术,或许还有很长的路要走,首先要解决在使用常规发动机的基础上,如何让飞行器加速至超燃冲压发动机的启动速度。不过毛爷爷说过:星星之火可以燎原,而中国军工人最不缺乏的也是创造奇迹。所以未来一声巨响之后,中国将超燃冲压发动机实用后,你会惊讶吗?欢迎留言。