大陸繼開發出東風-ZF(WU-14)此一滑翔高超音速飛行器後,首度開發的吸氣型高超音速飛行器也首度公開亮相。大陸官媒指出,該飛行器名為「凌雲」,代表中國的超燃衝壓發動機技術已經趨於成熟,研製成功後可由殲-20攜帶進行反航母作戰。
大陸在5月舉行的全國科技活動周暨北京科技周活動主場的軍民融合展會上,首度公開亮相了「凌雲」臨近空間高超音速通用試飛平台,該平台是大陸首款吸氣式高超音速飛行器,證明大陸在此類技術上已經開始追趕美國的X-51、俄羅斯的「鋯石」高超音速飛行器。
採用超燃衝壓發動機
高超音速飛行器大致可分為2個種類。第一類為吸氣式高超音速飛行器,這類飛行器依靠自身高性能動力推進系統就可實現大氣層內數倍的音速。超燃衝壓發動機、脈衝爆震發動機是這類高超音速飛行器的關鍵技術。「凌雲」、「X-51」、「鋯石」就是此類。
第二類高超音速飛行器又被稱為助推滑翔高超音速飛行器。此類飛行器大多採用技術上可行的火箭助推獲得速度完成進入太空,達到最高點後下降進入大氣層,進入大氣層後通過氣動升力效果在靠近大氣層的邊緣進行滑翔,最終抵達目標上空。東風-ZF就是此類。
能產生4倍火箭推力
「凌雲」布置有X形四進氣道,採用超燃衝壓發動機。衝壓就是利用飛行器飛行時的迎面氣流的壓力,使其進入發動機後自然壓縮,而火箭燃料必須在高於音速的壓縮氣流中燃燒,即「超音速燃燒」。而超燃衝壓發動機可以在攀升過程中從大氣裡獲取氧氣,因此可以放棄攜帶氧化劑以節省重量,在消耗相同質量推進劑的條件下,超燃衝壓發動機能夠產生4倍於火箭的推力。
研製超燃衝壓發動機有許多難點。首先,流過超燃衝壓發動機的空氣只有幾毫秒的通過時間,要想在這樣短的時間內完成壓縮,並使燃料與空氣迅速、均勻、穩定、高效地摻混、點火並燃燒非常困難,如同在12級大風中點燃一根火柴。其次,超燃衝壓發動機需要克服的另一大難題是材料。由於發動機工作時具有極高的熱負荷,因此需要使用最高性能的耐高溫複合材料。
(記者/張國威)