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中国空天飞机发动机首飞成功!轻松跨越6马赫

前些日子,中国国产空天飞机研制的消息被外媒炒得十分火热,有的朋友就问了,我国空天飞机研制、试验取得了重大进展,那么空天飞机的“心脏”——空天飞机发动机的研制究竟处于怎样的水平?它是否也和航空发动机、船舶发动机一样受制于“心脏病”?

实际上,中国在空天飞机动力技术的研究试验上,也处于世界第一梯队水平。这不,2020年9月21日,西安航天动力研究所官方微信公众号发布了一篇题为《十年艰难求索路一飞冲天震九霄——我所研制的某组合动力发动机首飞成功》的新闻稿件,其中透露了一条非常重大的信息——中国的国产新型组合动力发动机,刚刚首飞成功了!

组合动力发动机,空天飞机的“心脏”

空天飞机的动力与常规飞机相比最大的特点就是,它要进行跨介质工作,在大气层内和临近空间不同环境状况下都要能正常工作,而常规飞机的发动机针对的仅仅是大气层内,主要是25千米以内的工作环境。

目前而言,空天飞机工作的介质环境大致可以分为三个范围,一是距离地面大约30千米以内,这个地方是目前绝大多数常规飞机飞行的范围,使用的主要是涡轮喷气式发动机。

二,在超过30千米,到50、60千米的地方,由于地球引力作用变小,空气就非常稀薄了,这个时候如果使用涡轮喷气式发动机,就没有足够的空气进入发动机燃烧室,发动机就得熄火。因此目前大多数战斗机的实用升限都在25千米以下,只有SR-71“黑鸟”能在30千米高飞行,而且,它使用的发动机与一般常规飞机还不一样。在这个空气稀薄的区间空天飞机要正常飞行,就必须使用另一种吸气式发动机——冲压发动机。因为冲压发动机工作的要求速度比涡扇发动机更高,飞机飞得更快,那么就有越多的空气进入冲压发动机燃烧,这样一来就可以解决稀薄空气中的燃烧氧化剂问题。

三,当空天飞机飞行高度超过60千米,达到100千米甚至于更高的高度位置,这里的空气已经稀薄到连冲压发动机都无法工作的地步,属于与外太空环境类似的临近空间了,这里就要用航天器上广泛使用的火箭发动机来推动。

简单的说,空天飞机要在不同的环境下飞行,因此就需要有适应不同环境的多种动力装置,这就是“空天组合动力发动机”。

从报道看组合动力发动机——可能是火箭基组合循环发动机

那么,从西安空天动力研究所发布的新闻稿中,能看出哪些东西呢?这个“组合动力发动机”,具体可能采用何种技术呢?

目前而言,空天组合动力发动机主要分为“涡轮基”和“火箭基”组合循环发动机两个大类。从报道的具体内容看,西安空天动力研究所此次成功首飞的新型发动机,应该属于火箭基组合循环发动机中的一种。

为什么呢?

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