长期以来,由于我国发动机工业存在的“瓶颈”尚未突破,导致研制出的诸多国产飞机在性能方面受到了不同程度的制约,

因此不少人对我国自主研制的发动机都报以轻视的态度,并直言我们难以实现对美国的赶超,但事实真的如此吗?

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大家好,这里是奇闻密探009,今天009为大家讲述的是各方面实力超过美国,堪称国产发动机希望的——

站立式斜爆轰冲压发动机!

冲压发动机是喷气发动机中的一种

,因为它本身没有携带可旋转叶片的压缩机,所以无法在速度为零的时候产生推力带动飞行器。

相比其他发动机,它的原理较为简单,

那就是利用空气压缩点燃燃料产生推力

,工作时它会吸纳前方的高速气流,使其进入发动机后利用结构让气流减速从而增加空气压力,之后压力变大的空气会形成冲击波,依靠冲击能量在燃烧室与燃料进行等压燃烧,从而产生高温燃气,最后在喷管中膨胀加速后排出形成推力。

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这类发动机结构相对简单,

能在导弹、火箭等高速飞行器上得到良好的运用

,而在冲压发动机这一方面,美国军方很早便开始着手进行研究,一直处于世界顶尖行列。

早在1948年,美国海军执行一项以“Gorgon”为名研发空对空导弹的计划,其中便有使用冲压发动机制造的“Gorgon四型导弹”,当时

“Gorgon四型导弹”

的成功,也使得美军方对冲压发动机进行一次又一次的研发。

之后的研发过程中,美军方对冲压发动机进行升级优化,以它为原型推出了超燃发动机的理念,在不久后研发出世界第一代安装了

超燃发动机的高超声速验证机——X-7。

这款验证机的最高飞行速度为4.5倍音速,使得美国的对外威慑力大幅提高,到2009年,美国又推出了

新一代的验证机X-51A。

按照原定的猜想,美军方新研制的这款飞行器速度应该能超过5马赫,然而因

发动机稳定性差、燃烧效率低等问题,使得X-51A推力不足,降落点难以控制

就连工作时间都只有200秒

,在实际应用方面收效甚微。

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之后不甘心的美国又与澳大利亚联合研发了一款

低成本HIFiRE超燃冲压发动机

,然而搭载发动机的飞行器在超音速的飞行过程中,由进气口进入发动机的气体速度过快,

气体就会在进气口与燃烧室之间形成强大的冲击波,导致燃料时常因冲击波的能量而被吹灭

,因此无法达到预期持续工作的效果,项目屡次碰壁。

反观我国的冲压发动机实验,从1957年在毫无经验的情况下着手进行研究,1969年才克服一个个技术难题首次完成发动机飞行实验的成功,

成为当时世界上少数的几个掌握冲压发动机技术的国家之一。

当然仅凭这些我们仍无法实现在冲压发动机领域对美国的赶超,但在美国因研制X-51A出现瓶颈,技术上停滞不前时,

给了我国充裕的时间进行迎头赶超!

前不久《中国航空学报》报道显示,我国最近在高超音速风动试飞风洞中,进行了高超音速飞行器实验取得成功,

并将其发动机命名为站立式斜爆轰冲压发动机。

该发动机是由我国科学院实验团队独立完成,而在研发的过程中,我国科研人员也面临着和美国一样的难题,那就是超音速飞行状态下,发动机燃料时常因空气压缩产生的冲击波而被吹灭。

为了解决这一问题,我国科研人员并没有效仿美国,选择减小冲击波或是增强燃料可燃性防止燃料被吹灭的方式,

而是采取了一种新的思路,利用超音速冲击波来点燃发动机的燃料,把传统的“扩散”燃烧方式,改为“斜爆轰”燃烧方式。

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这样就能有效将冲击波这一阻止发动机连续工作的破坏性因素,转变为使得燃料高效燃烧并持续输出动力的有利因素,

换句话说就是变废为宝,利用设计原理将问题变成了优势。

同时这款冲压发动机能够利用“爆轰效应”在

毫米级空间、微秒级时间内,让燃料释放出超过70%的能量

,使得发动机燃烧反应效率大幅提高,实现了高超音速推进,

最高飞行速度可达16马赫,每秒能飞行5.44公里,工作时长更是突破当前世界各国的300秒瓶颈,拥有600秒超长工作时间

,反观美国X-51A最高只有5.1马赫的速度,200多秒的持续飞行时间,在数据上我国发动机便堪称碾压,

让美国坐如针毡!

而这款冲压发动机相比传统的冲压发动机,并不需要其他琐碎的部件,只需

单级进气口、氢燃料喷射器、燃烧室

这三个关键部件便能完成整台设备的组装。

也因采用了不同的设计理念,所以在工作原理上,相比美国所研制的“残次品”,我国站立式斜爆轰冲压发动机有着

结构简单、工作效率高、持续工作时间长

等优势。

当然口说无凭,对于我国发动机很多人都抱着质疑的态度,

认为大多都是媒体的无脑鼓吹,实际上设计还停留于理念中,但事实真的如此吗?

其实科研人员早

已研制出了这款发动机的原型机

,并在北京的超高音速风洞中进行地面飞行实验,

取得突破性的成功。

据科研团队透露的原型机实验画面显示,在实验过程中,当风洞模拟出9倍音速的飞行状况时,高速风便会进入进气口从而产生高温高压的冲击波,由此在无点火装置的情况下点燃氢燃料,产生巨大能量,制造出能推进发动机的爆轰波,给飞行器带来巨大推力,

从实验中我们不难看出,

我国这项技术已经成熟,一切也并非媒体无脑鼓吹,只是目前尚未投入到民用领域中,所以大众难免会产生质疑。

这款飞行器除了实验中能够进行9倍音速飞行外,在理论上它的飞行速度甚至最高可达16倍音速,而目前世界上唯一能模拟这类飞行的风洞,正是我国科研人员研制的

超大型高超声速激波风洞“JF-12”

,它不仅是世界上最大的激波风洞,更是国际上第一座能复现飞行条件的地面空气动力学实验设施。

而反观美国,因为在风洞建设上缺乏前瞻性,

至今仍无可与我国媲美的激波风洞

,而这也直接了导致他们在冲压发动机技术的研发上落后于我国。

因此在成功研制出站立式斜爆轰冲压发动机后,我国也实现了在该领域对美国的技术反超,成为领域中的领头羊,而这一切的背后少不了我国科研人员无私的付出,

若没有他们我国也难以做到在落后他人十多年的情况下,一步步实现迎头追赶最终完成反超,对此009由衷的感到敬佩。

那么最后,对于我国科技的蓬勃发展,你有何感想?欢迎各位于评论区中踊跃发言,如若想了解更多相关的科技知识,点赞转发关注,之后就由009带大家领略我国科技强势崛起之路!