全球最先进的爆震飞机发动机试验成功,清华终于为自己正名了吗?

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近日,中国自主研发的爆震发动机在高超音速飞行器动力系统领域取得重大突破,被法国航空工业媒体誉为全球技术最超前的发动机。与传统发动机相比,爆震发动机基于爆震燃烧原理,具有高燃烧速度和反应物转换速率,能够实现高超音速飞行。其结构简单,颠覆性优势明显。清华大学航天航空学院研发的爆震发动机已成功进行飞行演示验证。中国在脉冲爆震发动机(PDE)和连续旋转爆震发动机(RDE)领域均处于世界领先地位。重庆私营公司TWR-Engine在RDE方面也取得突破,已完成原型发动机地面测试,目标是实现高超音速飞行。中美科学家正竞相完善RDE,以实现5马赫以上速度。RDE效率是涡轮发动机的两倍,推重比可达20,远超F-22战斗机上的F119发动机。TWR-Engine的原型通过室内旋转爆炸产生能量,理论上比现有发动机更有效。中国科学家在RDE技术研究方面取得进展,美国也在研究类似原型。爆震发动机具有推力大、动力强、能耗少等优点,未来有望广泛应用于航空航天领域。中国在爆震发动机领域的突破,不仅展示了其在高超音速飞行器动力系统方面的领先地位,也预示着未来航空航天技术的发展方向。爆震发动机的高效率、高推重比等优势,使其在军事和民用领域都具有广泛的应用前景。随着技术的不断成熟和完善,爆震发动机有望成为推动航空航天事业发展的重要力量。

如果说目前美国f35发动机是小涵道比发动机中最强最好的发动机,那么,近日中国诞生的爆震发动机就是全球目前技术最超前最先进的发动机——法国航空工业媒体如此评价我国的新航发。

传统发动机简单说是采用“爆燃燃燃”产生推力,而爆震发动机则是基于爆震燃烧原理的新型动力装置,具有很高的燃烧速度和反应物转换速率,可以轻松让飞行器实现高超音速飞行。

更重要的是,爆震发动机结构简单,没有传统发动机那么复杂,具有颠覆性优势。

国产独立研发的“爆震发动机”是一种爆震燃烧的新型动力,它是利用脉冲/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,超新式发动机。

该发动机的问世,是目前人类高超音速飞行器的动力系统新突破,它比变循环发动机更加可靠和先进。目前,成功落地的机型由我国清华大学航天航空学院自主研发,该航发的飞行演示验证已经获得成功。

爆震航发领域的两个区域,我们中国都走在世界前列。它包括脉冲爆震发动机(PDE)和连续旋转爆震发动机(RDE)领域,我们都是世界领先(领先世界至少10年以上)。

另外,总部位于重庆的一家私营公司TWR-Engine在旋转爆震发动机(RDE)方面也取得了突破。

总部位于重庆的TWR-Engine是中国为数不多的从事该领域工作的私营企业之一,这家公司表示它已经完成了原型发动机的地面测试,希望有一天能够以更好的燃料效率实现高于火箭或喷气发动机的高超音速飞行。

中国和美国的商业和军事科学家正在竞相完善RDE,他们希望这将使他们能够达到5马赫或更高的速度。

“RDE的效率是涡轮发动机的两倍。RDE的推重比可以达到20,而美国F-22战斗机上的F119发动机仅达到11”,该公司工程师胡星说。胡认为目前该技术具有潜在的商业应用潜力,例如用于小型民用无人机和紧急救援。从长远来看,由于其高效率,RDE将在航空旅行中找到重要用途。

TWR的原型通过室内的一系列旋转爆炸产生能量。从理论上讲,该技术应该比现有发动机更有效,因为它可以从结构更简单的小型发动机中产生更高的推力。

在中国,此类技术通常是国防承包商或大型大学的专利,但胡称私营部门的研究人员也具有一些优势,例如更多的实验自由。但他们缺乏稳定的资金支持,他们的研究需要大量投资。

“以每秒数千次的频率保持稳定燃烧是很困难的。对承受燃烧冲击波的材料有很高的需求,而这种材料总是很昂贵,”胡表示,但他同时也称,团队在上周完成地面测试后充满信心,自去年12月以来已对固定轨道滑翔机进行了30多次测试。

该团队现在计划在今年年底前进行一次空中飞行测试,最终目标是量产RDE。

“我们对此有信心。我们有较少的限制和坚实的理论基础。才华横溢的团队给了我们坚实的支持”

TWR-Engine——英文和中文名称是推重比的首字母缩写——成立于2018年。胡表示“我们有飞机发动机专业的工程师和军队的导弹专家。60%的团队成员拥有博士学位”。

其他研究RDE技术的中国科学家包括今年早些时候进行试飞的清华大学团队。该项目的首席研究员王兵和他的团队在2020年发表在国内期刊TransactionsonAerospaceResearch上的一篇论文中写道:“爆震是一种很有前途的燃烧方式,可以提高发动机性能,提高燃烧效率,减少排放,提高热循环效率。”

与此同时,美国科学家也在研究类似的原型,包括空军研究实验室和普惠公司之间的合作。

“这是一场复杂的比赛,但我们有获胜的机会,”胡如此描述。

特别是我国研制的爆震发动机,它具有推力大,动力强,能耗少,持续和稳定等优点,同时它还具有颠覆性的技术优势,我们的爆震发动机结构简单、循环热效率高、工作范围广,未来,它极可能应用在中国的航空航天各个装备中,就当然也包括超高速飞行器和导弹。

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