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中国研发空天飞机发动机 无需借助火箭就能直接入轨
送交者: 三把刀 2019年12月04日21:47:57 于 [军事天地] 发送悄悄话

  千百年来,人类羡慕鸟儿和鱼儿,随着人类探索未知领域的发展,最近100年已经超越了鸟儿和鱼儿,飞机实现了人类的飞行梦想,而潜水艇则实现了潜水的想象,随着飞机的发展,逐渐遇到瓶颈:喷气飞机升限大多在20公里,超过20公里空气过于稀薄困难重重,如何突破大气层,杀入太空,甚至走向外星球,最终这个愿望由中国发明的火箭摆平,巨型串联火箭在1957年实现了太空梦想,人造地球卫星入轨,太空终于被人类攻克!

  人类制造了成千上万火箭向太空投送卫星,飞船,日复一日年复一年,人类很快发现火箭发动机的弊端:体重太大,价格太高,射一次卫星就要报废所有,虽然科学家一直致力于重复使用火箭弹体和发动机,半个多世纪来,重复使用还是停留在梦想,发射一公斤到太空花4-5万美元,真是太贵了,能不能更便宜些?

  中国航天开发了新型发动机,可以一步到位,重复使用

  从技术的角度来说,火箭一次入轨是很不经济的,在30公里以下,大气阻力很大,采用喷气发动机水平起飞,依靠机翼产生升力,这种推进模式对起飞发动机功率要求非常低,所以能有效降低发动机重量和功率,可以说是最有效的方法,30公里以上则有很多分支,最先进的是采用超燃冲压发动机推进,最大飞行速度可以达到10马赫甚至20马赫,继续利用稀薄的空气,可以产生4倍火箭发动机的推力,是一种最有优势的发动机,但是这种发动机要求太高,启动速度要达到5马赫,所以很难。

  最简单的办法是,喷气发动机结合火箭发动机,火箭发动机在稀薄空气中工作很方便,在30公里以上是火箭发动机的天下,能不能将二者结合起来,科学家想了很多办法!最有名的是英国的云霄塔空天飞机!

  云霄塔空天飞机采用喷气发动机和火箭发动机结合,水平起飞,一步入轨

  这款空天飞机设计最大的特点是,具有一个类似飞机的外形,发动机安装在机翼尖端,发动机采用特殊的喷气发动机和火箭发动机结合模式,地面起飞直到28公里高度以下都采用涡喷发动机工作模式,发动机工作需要的氧气通过进气道从大气层中吸气,并通过多级压气机将空气高度压缩之后,进入燃烧室和燃料混合燃烧,产生推力,这是常见的喷气发动机工作模式。

  而到了28公里以上,空气非常稀薄,外加阻力很小,这个机翼几乎不产生升力,所以使用机体内携带的液氧做燃料,喷入燃烧室,作为一种简单的火箭发动机工作,将飞机推进入轨。

  这是英国人的构思,前面是喷气发动机,后面是火箭发动机

  英国人的构想,可以采用现成的飞机跑道,水平起飞,水平降落,这种模式非常省钱,唯一消耗的就是燃料,可以将12吨重的载荷送入近地轨道,价格可望大幅度下降。

  中国航天31所的发动机设计,有点类似英国方案,最大的特点是,避开复杂的超燃冲压发动机,采用涡喷发动机和火箭发动机结合,降低研发难度和费用,这是一种很聪明的设计方案,虽然不够极端先进,但是胜在成功率高,涡喷发动机和火箭发动机都是成熟技术,结合起来难度也不算太大。


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