

高超音速技术有潜力彻底改变军事和民用航空航天领域,因此中国展示其在该领域项目的发展也就不足为奇了。
在第21届厦门国际空间飞行器和高超音速系统技术国际会议——一个全球性的研究高超音速概念和技术科学家与工程师的论坛——上,中国科学家们就几个鲜为人知但具有颠覆性意义的组合循环发动机、近空间飞行器和超大型风洞提供了关键细节。

首先,我们来谈谈组合循环发动机。它们拥有吸气式发动机(类似于涡轮风扇发动机和活塞发动机),因此不需要携带氧化剂来燃烧燃料。这使得它们比火箭推进导弹更轻、效率更高,并且机动性也更强。中国组合循环发动机首次开源图像出现在2015年12月。它飞行到了30公里的高度(超过18英里),达到了7马赫的速度。有趣的是,虽然美国的组合循环发动机测试通常是在空中投放后才点火火箭助推器,但中国的组合循环发动机测试是从陆基发射器发射的。组合循环发动机可以实现更高效、更简便的太空发射方式以及高超音速客机,正如它们可以用于替代弹道导弹的高速巡航导弹一样。

高超音速飞机可以在“近空间”的高度(12英里至60英里)飞行,使其能够通过集成火箭进入轨道,或执行近空间的民用和军事任务。这样的高超音速飞机可以在几个小时内环绕世界飞行,并远离常规防空系统的打击范围。中国有几个项目正在研究高超音速组合循环发动机,它由一个用于亚音速/低超音速飞行的涡轮风扇级和一个用于超音速向高超音速过渡的冲压空气涡轮发动机级组成。
其中最有前途的项目是北京动力机械研究所的涡轮增压火箭助推冲压/组合循环发动机(一个通常简称为TRRE的冗长名称),它使用集成式液体燃料火箭来提升涡轮和冲压发动机级的性能,从而实现更安全、更平稳地从超音速过渡到10马赫的高超音速飞行。随着发动机进气口、冷却和燃烧等关键部件的开发完成,该系统的地面测试将于今年晚些时候开始。据报道,计划在2025年前开始进行全尺寸TRRE试验机的飞行,并在2030年进行试飞。

然后是高超音速风洞。中国拥有世界上最大的高超音速风洞——爆震驱动JF-12,并且正在建造一个更大的。长达556英尺的FD-21高超音速激波风洞可以达到10-15马赫的速度,远高于JF-12的5-9马赫范围。显然,中国并不满足于将其飞行研究限制在高超音速速度范围的低端。

在厦门会议上,中国工程师们还报告了一系列其他高超音速技术,例如用于引导高超音速推力的等离子体喷射器、先进的耐高温复合材料和新型燃料。此次会议进一步表明,凭借在空间飞行器和组合循环发动机方面成熟的项目,中国正迎来高超音速飞行领域的蓬勃发展。
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