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中國超燃沖壓發動機取得重大突破,不到30秒就可飛出大氣層

    高超音速武器擁有極強的突防能力,超高的速度讓防禦雷達很難探測追蹤,即使雷達可以探測到,也無法預測和計算高超音速武器的行進軌跡,防空導彈等傳統的防禦武器也就無法進行攔截,而且,高超音速武器射程更遠,可以輕松進行防區外打擊,載機、載艦本身不需要突破戰略到戰略縱深,所以高超音速武器對載機、載艦本身的性能要求不高,因而可以大量使用、靈活配備,總的來說,高超音速武器完全可以改變未來戰爭模式。

  目前歐洲國傢的高超音速武器的最高速度一般是5馬赫,因為他們的超燃沖壓發動機技術一直沒有取得突破,超燃沖壓發動機是高超音速武器的核心,當高超音速武器使用固體火箭等傳統推力達到一定的速度之後,進氣道就會自動打開,之後超燃發動機就會點火啟動,而歐洲的超燃發動機有著致命的缺陷,那就是速度超過5馬赫之後,超燃發動機效率就會大幅下降,而且燃料室的打造材料根本無法承受太高的溫度,所以歐洲的高超音速武器的速度一直沒有突破5馬赫,因而在一定程度上來講,歐洲的超燃發動機隻能算是亞超燃沖壓發動機。

  而我國早已經實現瞭超燃沖壓發動機的重大突破,目前第二研究所研發的超燃沖壓發動機已經完成瞭時速超過10000公裡的高超音速燃燒的風洞試驗,這也就意味著,我國的高超音速武器的速度可以達到10馬赫,不到30秒就可以飛出大氣層,而且我國的超燃沖壓發動機可以直接推動武器從地面進入太空,不再需要火箭助推。

  美國超燃沖壓發動機的發展已經不如我國,但是美國前不久公佈的一款AGM-183A高超音速武器的最高速度卻可以達到20馬赫,這是因為AGM-183A的核心屬於是無動力的高超音速助推滑翔飛行器,並沒有采用超燃沖壓發動機,AGM-183A是通過助推火箭達到一定的高度和速度,然後脫離火箭向目標滑翔打擊,而且也可以進入大氣層上層的亞軌道滑翔以及超機動變軌。其實早在2011年,美國就對20馬赫的速度進行過挑戰,試驗瞭一款HTV-2飛行器,但是HTV-2外部材料的熱防護能力不足,導致在高速飛行中燒毀。

  眾所周知,武器的發展就是矛與盾的較量,那麼未來各國會如何防禦高超音速武器呢?目前,美國已經開始改進天基衛星的探測裝置,完成之後可以探測到敵方剛剛點火發射的高超音速武器,並且將信息回饋到地面防禦系統,地面防禦系統使用高超音速武器進行攔截。同時,美國還準備將激光武器搬上天基系統,不僅可以更加及時的摧毀敵方的高超音速武器,還可以直接破壞敵方超高音速武器發射系統。

  我國目前也有衛星上配備激光武器的計劃,而且我國的地下鋼鐵長城也是完全可以抵禦高超音速武器的,今年年初,錢七虎院士接受采訪時表示,即使面對最先進的高超音速武器,我們的防護工程也能保證安全。

  除此之外,對付高超音速武器最好的辦法就是以攻為守,以數量優勢來壓倒敵方,爭取在第一輪打擊之後,讓敵方武器系統癱瘓掉,當然,除瞭數量要大,超高音速武器的部署地點一定要足夠分散,以免被一鍋端,而且要配備多個類型、多個打擊方式的高超音速武器,如果隻是單一類型,而敵方又已經研發出瞭防禦這款高超音速武器的系統,那麼就徹底失去瞭對敵方的高超音速打擊能力。

   雖然一架飛機要想真正發揮作用需要各個組件的配合,但如果說核心部件的話,那肯定是非發動機莫屬瞭。發動機可以為飛機提供動力,其性能的好壞,就直接決定瞭飛機可以飛多高多遠。最近,一款號稱世界最強的航空發動機亮相,頂峰推力能達到61噸,突破瞭發動機推力紀錄,已經獲得瞭世界吉尼斯中心頒發的證書。這款發動機就是GE9X發動機。

  獲得吉尼斯世界紀錄

  能夠獲得如此巨大的推力,或許和其龐大的體積相關。根據公開數據顯示,GE9X發動機單是風扇直徑就達到瞭3.35米,堪比波音737機身直徑瞭。此外,GE9X使用瞭最新一代的高壓壓氣機,並運用瞭3D打印技術進行內部復雜結構的拼接工作,如噴油嘴就是用3D打印技術完成的。在內部結構、材料等方面,GE9X也做出瞭重大突破,比如為瞭讓風扇發揮更大的作用,不容易出現故障,葉扇片主體使用第四代碳纖維復合材料,前半部分使用超高強度鋼材料,後半部分使用玻璃纖維,這樣做可以充分發揮不同材料的特性,但將不同材料一體化成型,到底有多困難是無法想象的。種種因素綜合起來,GE9X就變成瞭一個性能怪獸。

  體型十分龐大

  發動機推力達到61噸是個什麼概念呢?有對比,才能更好地看出來,拿目前全球推力最大的戰鬥機F35來說,它使用的是F-135發動機,最大推力能夠達到20噸;全球起飛重量最大的安-225,它使用的是6臺推力為23噸的D-18發動機,理論上來說,如果換用GE9X的話,隻需要2臺就能勉強達到要求;而我們的運20發動機,使用瞭4臺推力達到12.5噸的發動機,如果換裝GE9X的話,1臺就可以滿載起飛瞭,而且還有冗餘。當然,這也隻是理論數據而已,實際上根本無法安裝。

  最大運輸機安-225

  據介紹,由於龐大的體積限制,GE9X目前僅適用於超級客機,是波音為下一代遠程寬體客機專門研制的。不過,這也足以讓我們認清差距,通過研制這麼一款發動機,美國肯定在某些技術上取得瞭重大突破,誰能保證這些技術後面不會應用到其他方面?比如戰機發動機等。而且,值得一提的是,GE9X原本設計推力是45噸,但在實際測試中,卻達到瞭驚人的61噸,如果在氣溫較低的情況下,可能會更高!這說明GE9X發動機在設計上還有很大冗餘,意味著其還有提升空間。這一切,都說明美國的航空工業實力的強大,我們還需要更努力才能縮短差距。

  我國航發取得重大突破

  好在,我們已經獲得瞭“致勝秘寶”,並取得瞭重大突破。前段時間,我國公司與號稱“動力沙皇”的烏克蘭馬達西奇公司達成合作,收購瞭其50%以上的股份,而近日,雙方就聯手推出瞭一款名為AT-136T的發動機,據介紹這將是世界上功率最大的渦軸發動機,可應用於重型直升機等。攜手合作後,短短時間內就獲得如此重大突破,意味著我們將來會越走越遠!

   戰略轟炸機是隻有大國才具備研制實力的型號,目前世界上隻有2個國傢裝備瞭戰略轟炸機,這就是美國和俄羅斯,美國空軍裝備有3款戰略轟炸機,分別是B-52H,B-1B和B-2A,其中B-2A是一款具備隱身能力的型號。俄羅斯空軍裝備有2款戰略轟炸機,分別是圖-95和圖-160M,目前俄羅斯正在進行圖-160M改進型號的建造工作。在所有的戰略轟炸機中,隻有美國的B-2A是具備隱身能力的,俄羅斯至今都沒有進行隱身戰略轟炸機的研制工作,從俄羅斯重新進行圖-160M戰略轟炸機的研制機,就看得出俄羅斯的無奈。

  之前就有我們進行轟-20戰略轟炸機的研制的傳聞,據說轟-20戰略轟炸機是一款采用飛翼結構的隱身型號,這是我們研制的第一款戰略轟炸機型號。

  日前一則公開報道引發瞭關註,這就是公佈瞭2019年第15屆中國航空學會青年科技獎授獎人選名單,其中就包括進行等離子體進行超高空發動機點火領域研究的空軍工程大學的吳雲教授。從這個公開報道可以看出,我們在等離子發動機點火領域的一個新的成就。等離子發動機點火技術是等離子發動機的又一個應用范圍,等離子發動機是航天領域的常用的型號,通常用於航天器姿態的微調等功能,等離子發動機由於比沖小,所以並不適合在普通的航天發射上,但是對在太空的航天器的姿態調整就有很大的幫助。

  都等離子來說在隱身領域也有很大的用途,俄羅斯就曾經進行過等離子隱身技術的研究,但是到目前為止,還沒有具體的成果的出現,不過我們的等離子發動機點火技術卻可以為新一代型號的轟炸機的研制提供一個良好的基礎。等離子發動機點火技術是為瞭解決發動機在高空停車狀況下的應急啟動,在高空由於大氣溫度很低,很容易導致發動機溫度過低或者導致結冰等,利用等離子點火技術可以有效解決發動機點火所需要的條件的問題,可以在極短的時間內完成點火的程序。

  未來完全可以借鑒俄羅斯在等離子隱身領域的成就,來對我們的轟-20轟炸機的隱身能力進行改進,等離子隱身技術是在於使用等離子發動機在機身表面形成等離子狀態,通過這個方式實現雷達隱身效果,但是到目前為止,還沒有相關運用的實例。

  另外等離子發動機可以實現隱身戰略轟炸機的氣動控制,由於采用飛翼的設計,在沒有垂尾和平尾的情況下,會讓轟炸機失去與戰鬥機一樣的機動能力,但是通過等離子發動機可以實現諸如轟-20之類的轟炸機非同一般的機動能力,就是通過等離子發動機產生的矢量來,對飛機進行各種姿態的調整,通過這個可以減少氣動舵面,如此一來,隱身效果就更好瞭。

  因此等離子發動機的技術的進步,不僅僅可以在航天領域取得成績,而且可以在航空領域有新的用途,不僅僅是發動機點火可以使用等離子發動機,甚至雷達隱身和姿態調整等,都是可以通過等離子發動機得以實現。(阿爾法軍視)

   發動機一直是困擾中國先進戰機發展的重要瓶頸。在這些年的努力鉆研下,第三代大推力的太行發動機和第四代大推力的峨眉發動機已經先後完成瞭研制並裝備瞭部隊。其中,峨眉發動機作為殲20戰機的標準配備,已經生產瞭最少3個批次,數量超過瞭45臺。而就在近日,中國航發渦輪院傳來好消息,第四代中等推力發動機完成瞭研制。

  參與第四代中等推力發動機研制的成員組包含193名技術專傢,在他們的連夜攻關下,僅1年時間便完成瞭研制,其中124人僅35歲及以下,最小的甚至隻有23歲。他們研發的這款先進戰鬥機,未來將配備給像FC-31這樣的第五代中型戰鬥機。而FC-31戰鬥機一旦配備該發動機的話,那麼其性能便可以超越F-35戰鬥機,成為世界范圍內僅次於殲20戰鬥機的存在。

  據悉,這款發動機代號為“渦扇19”,是繼渦扇13E之後又一款先進中等推力渦扇發動機。與最大推力10噸,推重比8.6的渦扇13E不同,該發動機的最大推力達到瞭12噸左右,僅比AL-31發動機12.5噸的推力略低一點。像FC-31這樣的中型戰鬥機采用2臺該型發動機的話,最大可以獲得24噸的推力,其推重比也會達到10一級,超過瞭F-35,達到瞭殲20,F-22和蘇57的性能標準。

  在動力強化之後,FC-31可以攜帶更多的內油,載彈量,作戰半徑和航程也會有明顯增加。現階段,FC-31使用RD-93發動機的情況下,作戰半徑為1250千米,最大速度為1.8馬赫。未來,或許可以達到1800千米的作戰半徑,最大速度有望超過2馬赫。(利刃軍事)

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