在突破冲压发动机技术瓶颈的许多关键领域,中国也已经实现对美国的技术反超。现有的超压发动机的主要技术问题是推力不足且燃烧不稳定。所以尽可能提冲压发动机的燃烧效率,增大发动机的推力水平,便成为研究重点。简单说来,就是经过压缩的高超声速气体在燃烧室中如何能够稳定高效地工作,在这一点上,中国科研团队已经取得重大突破。
特别是王振国院士针对宽范围发动机研发,提出的全新独创的多凹腔方案,极大提高了燃烧稳定性,从而让超燃冲压发动机能够更加可靠、稳定工作。
而姜宗林团队此次提出的“站立式斜爆轰冲压发动机”则是一项更为重要的伟大创新,它利用了高超声速燃烧过程中的“爆轰效应”,爆轰被认为是燃烧过程中的极限形式,通常在毫米级空间和微秒级时间内释放出超过70%的能量。其热效率比传统的等压燃烧模式高出一半,采用“爆轰模式”作为高超声速推进,具有极高的反应效率,可以大幅缩小发动机尺寸,大大提高发动机的推力裕度。
根据论文描述,这款发动机设计相当简单,没有任何移动部件,主要包含单级进气口,氢燃料喷射器和燃烧室等3部分,而燃烧室的口开向进气口的上端。姜宗林研究团队将发动机放入强大的风洞测试,而它可以模拟达音速9倍的飞行状况。
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