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作者:陈虎

刚刚发过一个微头条,内容是转发了我国某组合动力发动机首飞的消息。从这个微头条短短的评论中大家就可以看出来,我的心情是兴奋不已的。为什么会让我兴奋不已?慢慢的跟大家说一下。

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首先组合动力发动机是一个什么样的发动机?发布方简单的用了一个“某”来代表。

研发方是航天研发单位,所以它肯定不是我们汽车上用的油、电混合动力。早两年我们在一次国际会议上,公开发表的论文中讲到了我们研发的一款组合动力发动机,当时这篇论文的描述是,由涡轮喷气发动机、高超音速冲压发动机和火箭发动机形成的组合动力发动机。

为什么要搞这么复杂呢?因为不同的发动机是要适应不同飞行高度,在我们平常飞机飞的高度之内,也就是大概3万米之内,好用的是涡喷发动机。在这个高度以上就到了所谓的临近空间,也叫亚空间。这个空间内大气密度十分稀薄,传统的涡扇发动机和涡喷发动机,在这种稀薄的大气当中是无法正常工作的,但是冲压喷气发动机就可以工作,特别是超音速冲压喷气发动机。

高超音速冲压喷气发动机,可以和乘波体飞行器组合起来,乘波体飞行器可以把稀薄的大气,采用空气动力的方式来压缩,然后供给高超音速冲压喷气发动机来使用。在这种环境中,高超音速冲压喷气发动机可以让飞行器飞到多快?可以达到六马赫甚至更高。

如果飞行高度再高就超出了大气层范围,到达太空。太空是处于真空状态,所以任何的吸气发动机都无法工作,这时候要工作就要使用火箭发动机了。

由此可见,使用这种组合动力发动机的飞行器,可以实现由机场起飞进入到临近空间,再飞入到太空当中入轨。说起来容易,但做起来是很难的。

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超音速武器

首先第一难的,是高超音速冲压喷气发动机,因为进气气流是高超音速的,要在这样的一个发动机燃烧室当中实现燃料的燃烧,就好比在12级强台风下点燃一个打火机一样,所以高超音速冲压喷气发动机,大家都在搞,搞了很久,进展有限。

从国外相关信息来看,目前号称最“牛”的,是美国的高超音速冲压喷气发动机,它可以持续工作多长时间?如果我没记错的话大概是200秒。那么中国此前公布的高超音速冲压喷气发动机,工作时长的记录是多少?600秒,注意我们600秒不是因为受技术限制,因此无法再继续工作,而是受试验条件的限制,只能工作到这么长时间。

除此之外,还有一难,就是把这三种动力组合在一起,个头要多大?按照我们此前在国际会议上发表的论文看,我们的火箭发动机和高超音速冲压喷气发动机,是共用燃烧室的,也就是说高超音速冲压喷气发动机,它的燃烧是既可以当高超音速冲压喷气发动机用,也可以当火箭发动机用。

总师张蒙正的诗中提到了"启动顺利流道畅,点火迅速室压高,模转巧调增益大,伸缩自由结构强"。可以看出我们的组合式动力发动机,结构还是相当巧妙,相当紧凑,也就是说它并不仅仅是一个原理样机,而是已经接近于实际的工程样机了。这一点除了中国之外,还没有其他国家有这方面成功首飞试验的报道,也就是说中国现在达到的程度,绝对是世界第一。

那么这个组合动力发动机,能干什么呢?张总师的诗中提到了一句:"无边戈壁起东风",所以很多人都在联想说,是不是给东风巡航导弹用的。从理论上来说这种组合动力发动机应用前景极为广泛,如果往小里用,它可以用在高超音速的巡航导弹上,往大里用,可以用在高超音速亚空间客机和高超音速亚空间轰炸机上。这样的客机从北京飞到纽约一个多小时就飞过去了,而且由于它的主要的飞行段是在亚空间飞行的,所以空气阻力很小,有限的燃料就可以维系极大的航程,甚至绕着地球转一圈再飞回来,那都不是事儿。再往上一个层级,这个东西可以做成未来空天飞机的动力,可以作为二级入轨的空天飞机第一级的动力,也可以作为单级入轨空天飞机的主动力。比如说前一阶段我们成功试射的可重复使用飞行器,假如以它作为二级入轨空天飞机的第二级,那么第一级就可以用一个,以这种组合动力发动机为主动力的压空间飞行器,驮着这个可重复使用的航天器。当然用这种东西发射其他的空间载荷,比如说发卫星、发其它的空间各种装置都是可以的。

让我兴奋的还不仅仅是这些,前两天我做了几个关于6代机的视频,因为美国正在吹试飞6代机,我在这些视频里就提到6代机的技术途径,最高技术等级的6代机,实际上是高超音速的临近空间战斗机,当然它也可能是战轰一体的临近空间战机。可能还有不少人看了之后,说我是不是“喝多了”?没过两天,我们组合动力发动机首飞的消息就出来了,能让我不兴奋吗?

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讲到这还有几点要说明的:首先第一个,这个消息应该是可靠的,我们看到它的来源是研发方的官方宣布。

第二有朋友提醒我,你要小心了,这个东西会不会泄密?我解释一句,首先我引用的都是官方发布的消息内容,其它的都是我的推测,所以不存在泄密问题。相信很多朋友看完之后也会跟我一样的兴奋。是不是说有了组合动力发动机的首飞,我们的空天战机,二级入轨的可重复使用航天器,甚至高超音速压空间客机,明天就能出来了呢?科学研发还是要讲科学规律,这些东西要有一个过程。从现在来看,我们首飞的发动机应该还是一个不太大的发动机,同类的发动机小得相对容易一些,要做大就难。从一个小发动机变成像空天客机、空天战机这样的大平台用的发动机,恐怕还要经过相当长的时间,但毕竟有苗不愁长,以我们"撸起袖子加油干"的干劲和传统,相信这些东西逐个问世的时间,也不会太久远。我们总是说,要发展具有自主知识产权的颠覆性的创新技术,这个应该算得上。

来源:陈虎点兵

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