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中国吸气式高超声速飞行器首次公开亮相,美国关注国防科技大学相关研究进展
金陵 2018-05-24
导语

“凌云”的公开亮相,表明国内的研究团队已经突破了超燃冲压发动机及一体化设计的关键技术,在国际上当是数一数二,着实令人兴奋。

编者按:本文来源微信公众号“WhatsResearch“,作者SuperNote,e科网经授权转载。

在今年军民融合展会上面,“凌云”临近空间高超声速通用试飞平台公开亮相,和早期媒体关注的“WU-14”不同,这是一款采用了超燃冲压发动机的吸气式高超声速飞行器,也是国产吸气式高超声速飞行器首次出现在公众视野。

看到这个消息,小编很是激动,仔细做了做功课,发现各大军事论坛对这一飞行器已经开始了热烈的讨论,但很多事情网友却只知其一,不知其二。

下面且看小编好好解读。

展板标题“凌云临近空间高超声速通用试飞平台”已经透露了很多关键信息。标题中有三个关键词非常值得关注:“临近空间”、“高超声速”、“通用试飞平台”。

▍关键词一:临近空间

按照传统对于空间的划分,距离地球高度20-100公里的范围一般称为临近空间。目前主流的战斗机的实用升限大概都在20公里,很难再高进入20公里以上的临近空间。所以,“凌云”并不是通常意义上的巡航导弹。

由于“凌云”采用的超燃冲压发动机需要在足够高马赫数下才能够起动,需要助推才能达到起动马赫数,这也是国际上试验吸气式高超声速飞行器的一贯做法。比如美国采用乘波体构型的X-51也是先由B-52轰炸机携带至10公里的高度,释放后助推器点火将X-51送至约21公里的临近空间,再由X-51本身的超燃 冲压发动机点火起动并提供动力继续加速。目前X-51自主工作的最长飞行时间为210s。

▍关键词二:高超声速

一般认为飞行速度达5倍音速以上为高超声速,在临近空间的高度,一个高超声速飞行器的实际飞行速度可达1500m/s以上(中国高铁的稳定运行速度大概是 80m/s,没有概念的朋友可以估摸下1500m/s的5倍音速是什么样的量级)。有句话说“天下武功,唯快不破”,这也是只要一提高超声速,大家就和武器联系起来的原因之一吧,想想平常生活也没有几个人对速度有这么高的要求,毕竟起飞都可能要耗半个小时。

在高超声速条件下,由于极端热环境以及压气机效率的急剧降低,传统的航空发动机无法有效工作。高超声速飞行器的动力来源于超燃冲压发动机,来流气体经过前体激波压缩直接进入燃烧室,即使在发动机中,主流速度也是超声速,如何在如此高速流动中组织燃烧,其难度可想而知。

“凌云”的公开亮相,表明国内的研究团队已经突破了超燃冲压发动机及一体化设计的关键技术,在国际上当是数一数二,着实令人兴奋。

▍关键词三:通用试飞平台

“通用试飞平台”表明这并不是一款武器,更没有上型号,从字面理解,它就是一款用于高超声速技术验证、有广泛适用范围的试飞平台。

吸气式高超声速推进技术目前是国内外都在花大力气研究的先进推进技术,但从技术实现到真正走向实用还有很多问题需要解决。有了这款高超声速条件下的试飞平台,研究人员可以在真是飞行条件下做很多相关的研究工作,有望助力解决很多长期困扰研究人员的技术和基础问题。

从飞行器的外型来看,四个进气道呈X型的轴对称布局确实像极了一款导弹,中间的尖锥和SR-71黑鸟的发动机也有几分相似,当然也仅仅是神似而已。神作黑鸟采用的是变循环发动机,是美国傲视全球的科研实力的一个缩影。变循环也是超燃冲压走向实用化的一个绕不开的坎,中国的高超声速推进技术最终走向实用也还需要很长的路要走。

▍国防科技大学高超团队

“凌云”上有两个标识,细心的朋友或许已经注意到。

其中一个是自然科学基金委,科研圈的朋友们对这个标识应当是再熟悉不过了。自然科学基金的标识出现“凌云”弹体上意味着“凌云”是在自然科学基金委的资助下完成研制的,这也与“通用试飞平台”这一关键词匹配。

另外一个是国防科技大学的校徽,事实上背景展板上也以写明这一成果来源于国防科技大学,“凌云”的亮相意味着国防科大高超团队在国内超燃冲压发动机研究领域已经首屈一指。

事实上,美国的Aviation Week早在去年就以《China Takes Wraps Off National Hypersonic Plan》为题专门报道了中国高超声速技术的进展,其中集中大量篇幅报道了国防科大的相关研究工作,说明国防科大在这一领域的技术进展已经让美国有些不安 了。

 

结束语:

展览上展出了“凌云”高超声速飞行器还是世界上除了极少数国家外,绝大多数国家想都不敢想的先进飞行器,而如今我们已经可以拿出来展览了。从追赶到引领,这其中有多少科研人员的艰辛汗水、有多少个灯火通明的夜晚,也是外人难以知晓的。

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  • 超声速飞行器
  • 冲压发动机
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作者 金陵

本科生

北京大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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