文|朱晓瑜
速度16马赫,相当于20000公里/时,半个小时就能从上海飞到洛杉矶。
根据港媒《南华早报》2月26日报道,中国成功开发世界第一台采用标准航空煤油的斜爆震发动机。
这项技术的突破或标志着高超音速领域迎来重大变革,这其中就不得不提到JF-12激光风洞。
军迷应该都知道,爆震发动机绝对是划时代的存在,是世界各国争先恐后抢占的技术高地。中国开发的这款斜爆震发动机的燃烧速率比传统的超音速冲压发动机快了1000倍,能在6马赫-16马赫之间运行,这是传统发动机根本达不到的速度。
如果用于军事,就能催生出下一代高超音速导弹,高超音速无人机,乃至高超音速轰炸机。
实际上,爆震发动机可以细分成3个型号:(PDE)脉冲爆震发动机、(RDE)旋转爆震发动机、(ODE)斜爆震发动机。目前中美主要的研究方向就是RDE和ODE。
原因很简单,PDE每次都要点火才能起爆,而且速度只有5马赫-6马赫,反观RDE,虽然速度和PDE差不多,但是质量轻,而且只要起爆一次就行,至于ODE,推力更大,速度能达到6马赫-16马赫,自然更有优势。
根据公开消息来看,2003年美国就研制出了PDE验证机,2008年进行了首次试飞,2020年又建立了(RDRE)旋转爆震火箭发动机的模型,并计划在2025年进行实验。
中国研究时间更早,2002年西北工业大学就完成了脉冲爆震燃烧的原理性实验。
反倒是美国,至今仍然存在诸多问题。
早在2021年,时任美太空军副司令在接受美媒《国会山》采访就表示,美国在高超音速武器领域落后中俄,为了尽快赶超,美国在该领域制定了很多计划。
然而四年过去了,美国至今没有完成计划,反倒是预算大幅增加,2025年将增加到69亿美元。
在高超音速领域,美国真的是困难重重,就拿“暗鹰”(LRHW)高超音速导弹来讲,即便是去年多次失败,美国依然计划2025年进行首次部署。
第一、“暗鹰”战斗部只有大约450公斤,打击能力严重受限,而中俄这类导弹的战斗部基本都超过了1吨。
再加上美军急于求成,迫切希望在高超音速领域取得突破,甚至在2021年罕见出现导弹还没有装备部队,就先把牵引车和发射架交付美军,先让美军熟悉装备,足可见美军有多着急。
另一方面,美军在“暗鹰”项目上的资金投入高的吓人,从2019年至今就投入了近20亿美元。
采购价格更是贵的离谱,根据美国国会预算办公室的数据来算,采购一枚“暗鹰”就需要4000万美元,换算成人民币就是接近3亿。
这么贵,美军看了也摇头,谁能用得起?比俄罗斯锆石导弹贵太多了。
公开消息是锆石高超音速导弹应该是一枚600万-1000万美元,也有人说只要350万美元,可能性不大。
不用多说,中国成功研制斜爆震发动机绝对是重磅消息,美国会不会拿这件事做文章呢?尤其是现在特朗普作为总统,很多观点确实出人意料。
之前特朗普就说过,俄罗斯“窃取”了美国高超音速导弹的设计,他还说了美国正在研发自己的高超音速导弹,性能会更强。感觉这逻辑都不通,如果是俄罗斯窃取了美国的技术,那不应该是美国先研制出来吗?为什么是俄罗斯已经服役了锆石、匕首、榛树,而美国连一款也没有?
尽管中国一再强调,中国发展高超音速技术是始终坚持以造福全人类为出发点,但是美国却一直以此作为借口,制造威胁论。
时速20000公里,一旦装备在飞机上,真的就能实现一小时围绕地球的目标了。
而且这次中国开发的斜爆震发动机还有一个“绝活”:可以使用最常见的商用煤油RP-3作为燃料,大大降低了成本和储存难度。
随着科技的发展,高超音速化是必然趋势,如果这款发动机能够批量生产,那么装备它的飞机就能实现大气层和轨道飞行的衔接,这确实有点类似此前提到的“临近空间飞行器”。
因为据公开消息来看,它也能飞到7马赫,航程达到8000公里,虽然还无法抵达全球任何地方,但是相比传统飞机,依然是变革。
从前年12月份,中国成功测试斜爆震发动机,当时就达到了9倍音速,至今仅仅过去了一年多,这款发动机就研制成功了,足可见在中国已经建立了完整工业体系的背景下,这个速度也相当惊人,尤其是以航空煤油作为燃料。
因为以往都是以氢气作为燃料,虽然氢气容易被点燃,而且燃烧速度快,但是有两个核心问题:贵,容易爆炸。
而这次中国科学家把煤油作为燃料,确实很稳定,但是也不容易被点燃,那该怎么办呢?
这个问题也被解决了,就是在发动机的进气口加上一个凸起,通过改变空气流向来形成一个斜向冲击波,这样就能加快点燃煤油。
不得不说,这对成功研制斜爆震发动机起到了关键作用。
归根结底,只要这款发动机能够批量生产,未来就能广泛应用在民用和军用领域,甚至就可以用在超音速客机上面。
但是目前还不行,毕竟噪音太大了,很容易导致乘客失聪,再加上速度太快了,至少都得达到6马赫,已经超出了人体承受能力,这个问题很难解决。
说到底,在航空航天领域、军用领域的应用更广泛,就拿大家熟知的高超音速导弹来说,最起码都要超过5马赫,速度越快,突防能力就越强,这点至关重要,而这款爆震发动机最快能达到16马赫,性能就更强了,未来说不定可能继续研制20马赫、30马赫的发动机型号。
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