近日,由中国推重比公司自主研制FB-1爆震发动机,在一架苏-34 无人飞行器完成首飞,试验任务取得圆满成功。这次试验从表面看似乎很平常,但是当你看到“连续旋转爆震发动机”后就明白,这个成就仍然不简单。
据报道,这次试验的是一种喷气式高速多功能飞行平台,可用于军用靶标动力试验以及超音速飞行试验。本次试验期间成功完成了多个飞行起落,并进行了“FB-1”型连续旋转爆震发动机载装点火测试,成功验证了飞行器总体性能和“FB-1”型爆震发动机点火可靠性。
接下来,该校将开展爆震发动机长时试车和飞发匹配工作,力争在全球率先实现爆震推进技术工程化应用。
我们要认识到,这是吸气式爆震发动机世界首次公开装载点火试验。这款发动机不只是爆震发动机,还是更先进的连续旋转爆震发动机,更夸张的是完成了飞行平台与发动机一起进行了试验。
此次测试最引人注目的地方是,科研人员在该型无人机的两个发动机舱之间增设了一台由四川推重比公司自主研制的FB—1型旋转爆震发动机。这种使用煤油燃料的吸气式发动机,具备零速启动、快速点火、适合高速飞行等特点。
其最大推力可达1000N,约为先前设计的H1—M型发动机的10倍。其使用的燃料依旧很便宜的煤油,也就是有很好的经济性。
据介绍 ,这款采取爆震发动机的无人机体现了较高的成熟性,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。要注意这还是一款可以超音速飞行的无人机,这个也非常难得,如果 试验成功直接就能成为军用超音速靶标来使用。
爆震发动机是基于爆震燃烧原理的新型动力装置,利用脉冲/连续旋转爆震波产生的高温、高压燃气来产生推力的新概念发动机,爆震发动机通常又分为脉冲爆震发动机、旋转爆震发动机和斜爆震发动机,今天我们主要谈及前面两种。
脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生周期性冲量的非定常推进系统。当脉冲爆震发动机工作频率在100Hz以上时,可近似认为工作过程是连续的,这种组合发动机的推力、耗油率和推重比都比带加力燃烧室的涡扇发动机改善一倍。
具有以下潜在优点:热循环效率高、结构相对比较简单、质量轻、推重比大、比冲大、单位燃料消耗率低、工作范围宽等。能成为独立的发动机使用,也可以与其他发动机组合使用。能在亚音速条件下使用,也能在高超音速条件下使用。
如采用连续旋转爆震燃烧室替代主燃烧室的就是旋转爆震发动机,脉冲爆震发动机每次起爆都需要点火,旋转爆震发动机只需要一次起爆即可连续运行。相比脉冲爆震发动机,旋转爆震发动机的重量更轻,使用燃料更少,却能产生更大的推力,推重比可达20。
这比现在第4代涡扇15这样的发动机在推动比方面提升整整一倍,意味着领先2-3代以上。从原理上讲,脉冲爆震发动机和连续旋围爆震发动机都适应5-6倍音速的飞行器使用,如果用于高超音速巡航导弹时,其射程甚至能比弹道导弹提升4倍左右。
由于旋转爆震发动机的多种优势,比如能做到个很小,不但能用于高超音速导弹发动机使用,甚至带能在更廉价的无人机、靶机、靶弹当成动力。再更长远的未来,旋转爆震发动机还能成为高超声速隐身侦察机,空间作战平台的组合变轨发动机。如果技术进一步成熟,这种发动机还能成为航天飞机、空天轰炸机等大型平台组合发动机的一部分。
总体而言,此次测试是国内首次进行的配装连续旋转爆震发动机的无人驾驶航空器滑跑点火和飞行试验。该机的试飞成功,标志着我国在爆震发动机的技术领域又取得了可喜的进展,向着旋转爆震发动机的实用化方向迈出了重要的一步。
中国旋转爆震发动机的这次试验让我们正真看到未来非常广阔的应用前景。中国需要高超音速无人机,需要高超音速巡航导弹,也需要空天战斗机和航天飞机,这一切都可能会成为现实。