近日,中国独创无人飞行器在甘肃某机场完成首飞,因为技术过于先进,具体数据并未披露。
但是新闻里提到了一点,大家就了解这一个无人飞行器究竟有多牛了?从全球首次采用连续旋转爆震发动机就可见一斑!
脉冲爆震发动机(PDE)利用间院式或脉冲式爆震波产生推力,以超音速传播的爆震波能产生高压、高温、高速燃烧与释热的燃气。PDE 的推重比高 (20)、单位燃料消耗率低热循环效率高;PDE 结构相对比较简单,没有复杂的压气机、涡轮等非常快速地旋转部件,制造成本低,
但是脉冲爆震发动机的技术难度非常高,PDE 工作过程是非稳态的、周期性循环过程,完全和常规发动机不同。
爆震发动机大致上可以分为连续旋转爆震发动机、驻定爆震发动机、斜爆震发动机这三种发动机。按照动力来大致上可以分为火箭式、吸气式、组合循环以及混合循环 4 种方式。
其中,连续爆震发动机的基础原理是:将爆震波限定在燃烧室内,而燃烧产物则排出做功。爆震燃烧较为接近等容燃烧,相比于采用等压燃烧,爆震发动机的熵增更小,拥有更高的热效率。此外,连续爆震发动机对来流条件的要求非常低,从而能够大大简化结构,减轻质量。
而旋转爆震是一个环形燃烧室,使用爆轰波的环形传播在环形燃烧室内出现螺旋形的起爆过程。
连续旋转爆震发动机具有一次起爆、燃烧速度快、热效率高、结构紧凑等优点,可作为商业航天火箭动力、高速无人机动力、燃气轮机动力,应用于各类火箭和导弹、临近空间飞行器、无人机等领域。
连续旋转爆震发动机最高能轻松实现20马赫的速度,这种发动机可以与涡扇发动机结合,成为继变循环发动机之后的下一代航空发动机。
重庆大学产研院研究的“FB-1”型吸气式连续旋转爆震发动机,使用煤油燃料并具备零启动快速点火能力。本次进行的“FB-1”型吸气式连续旋转爆震发动机点火试验,也是世界首次公开的吸气式连续旋转爆震发动机装载点火试验。
而“科学城·重大产研院一号”无人飞行器在采用了连续旋转爆震发动机之后,能轻松实现快速响应飞行降落,在全机供电后,可在15分钟内具备起飞条件,着陆后5分钟内撤离跑道。同时基于喷气动力方案和超音速气动外形设计,设计可实现超音速飞行。(究竟超音速多少,这还没有披露,但是根据发动机的性能来说,是绝对在高超音速)
美国一直在专注研究连续旋转爆震发动机,但是没取得成功,美国GE公司仍在为高速导弹、可复用高超声速飞行器以及其他的无人系统开发旋转爆震发动机(RDE)技术。
需要说明的是,重庆大学产研院属于民企,国企在此项技术上究竟进展到了什么程度,这仍处于保密状态。
但无可置疑的是,中国在爆震发动机领域领先全球,在连续旋转爆震发动机领域,根据公开的新闻媒体报道,除了重庆大学,清华大学航天航空学院王兵教授团队研制的清航空天清航一号旋转爆震冲压发动机也取得了成功。
而在斜爆震发动机领域,中国JF-22风洞设计师姜宗林表示,中国已经攻克了驻定斜爆震发动机(也可以叫驻定斜爆轰发动机),可以让飞行器速度达到9马赫,而根据姜宗林的介绍,该款发动机已经接近实用阶段。
爆震发动机将会成为未来六代战机和七代战机的备选发动机,这也代表着中国在新一代发动机领域(变循环发动机、爆震发动机、冲燃发动机)上都超越了美国!
还记得10年前,不少国人都在吐槽中国在航空航天发动机领域和美国仍有50年的差距,然而仅仅过去10年,中国就实现了超车,这就是中国速度!