15馬赫風洞點火成功!國產超燃衝壓發動機亮相,領先國外整整一代

一個筋斗十萬八千里!孫大聖當年學習飛天之術時曾有爬雲與騰雲兩個段位,就當代來看最高階的飛天術就是運載火箭,但它也只能算是爬雲,運載火箭不僅需要體積碩大的火箭發動機,還要揹負數百上千噸的液體燃料,最終進入太空軌道的有效載荷僅有數噸亦或者數十噸,缺陷是顯而易見的。為了掌握人類飛天的騰雲之術,中國人已經在路上!

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FD-21高超聲速風洞控制室

近日,中國航天空氣動力技術研究院第二研究所在FD-21高超聲速風洞中完成了時速10000公里基於氫氧燃料技術的超燃衝壓點火試驗,該風洞是全球最大口徑自由活塞驅動高能脈衝風洞,速度能夠達到15馬赫,此次試驗成功也標誌著FD-21高超聲速風洞正式進入實用化階段,該風洞後續將會加快孵化一大批新型跨大氣層高超音速飛行器。

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超燃衝壓點火

超燃衝壓發動機地面點火試驗不同於普通航空發動機,因為它一般在飛行器達到5倍以上音速時才點火工作,所以需要藉助高超音速風洞來滿足地面測試條件,此次點火試驗的超燃衝壓發動機未來將成為我國空天飛機的核心動力系統

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FD-21高超聲速風洞

空天飛機不同於曾經的航天飛機亦或者最近幾年鋒芒畢露的X-37B,它不需要運載火箭垂直髮射入軌,而是像飛機一樣水平起飛進入太空,能在大氣層內外依靠自主動力自由飛行,還可以水平降落並多次重複使用,就飛行動力技術而言要超越X-37B亦或者航天飛機整整一代。

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X-37B依然需要搭載火箭發射入軌

話說中國人的空天飛機在哪裡?難道我們真有敢為天下先的實力與底氣?

我國主要有兩大集團從事航空航天技術研發工作,分別是中國航天科技集團與中國航天科工集團,談起這兩家公司軍迷們經常有一個段子掛在嘴邊,那就是“航天科技送人上天,航天科工則是送人上西天”,這主要是調侃航天科技集團主要從事空間技術研發,而航天科工集團主要從事導彈武器系統研發工作。

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航天科工研製的東風-21系列彈道導彈

但這不過是一種比較刻板的印象,現如今航天科工也開始搶航天科技的飯碗了,大名鼎鼎的快舟系列固體運載火箭就是科工集團涉足天地往返運輸市場的一次試水,要知道這可是航天科技集團長征系列火箭乾的活。除了快舟運載火箭,科工集團三院還發布了“五雲一車商業航天發展規劃”,這是要將搶飯碗工作進行到底的節奏。

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騰雲工程空天飛機

在五雲一車規劃中有一項名為“騰雲工程”的項目,這是一款基於組合動力飛行技術的空天飛機,可以用於航天發射任務,能在普通民用機場水平起飛通過多模態組合動力飛行進入太空空間,並能在大氣層內外依靠自主動力飛行,水平降落能多次重複使用,是一款有著里程碑意義的天地往返裝備。

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測試中的空天飛機子系統

在今年舉辦的航天商業高峰論壇上中國航天科工三院行政總負責人鄒洪透露,我國近期完成了騰飛一號飛行試驗,這是基於騰雲工程的組合動力飛行器,此次飛行試驗實現了組合動力模態轉換。

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騰飛一號完成國內首次飛行驗證

而近日航天科技集團8馬赫超燃衝壓試驗則是空天飛機組合動力系統的關鍵組成部分,該試驗使用的氫氧燃料要比美國X-51A高超音速飛行器使用的碳氫燃料領先一代,不僅點火更穩定,燃燒效率也更高,推力也更大,非常適合8馬赫以上的高超音速飛行。

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空天飛機

空天飛機起飛時使用渦扇發動機,進入高空則切換至衝壓發動機,待速度提升至5馬赫時則啟動超燃衝壓發動機,在飛出大氣層前啟動火箭發動機,實現發動機一系列工況模態切換是能否成功研製空天飛機的關鍵所在。

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超燃衝壓發動機測試

雖然航天科技與航天科工是兩家獨立的集團公司,但二者間的合作從來都是不分你我。幾乎每一次航天科技集團長征系列火箭發射任務都有航天科工集團助力,比如本月發射的嫦娥4號月球背面探測器很多子系統都由航天科工負責。空天飛機工程更考驗一個國家的綜合工業實力,集中力量辦大事的優勢往往是我們的制勝法寶

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