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2030年中國斜爆轟飛機真能一小時到全球?專家發(fā)聲
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陳軒甫專業(yè)壓稿
近日,一篇關于斜爆轟發(fā)動機的研究引發(fā)熱議。《南華早報》在相關報道中聲稱:“這一科研項目是中國一項雄心勃勃的計劃的一部分,該計劃旨在到2030年建造一架能夠在一小時內(nèi)抵達全球任何地方的飛機?!薄鞍胄r內(nèi)從上海飛往洛杉磯”的說法,更是激發(fā)了人們對客運和軍事用途的暢想。
觀察者網(wǎng)查證發(fā)現(xiàn),《南華早報》并沒有給出造機計劃的具體出處,而且存在誤讀論文的可能,隨后就相關話題咨詢了斜爆轟領域的專家。
《南華早報》在報道中稱:“研究結果發(fā)表在中國的《實驗流體力學》雜志上,表明該發(fā)動機的燃燒速度比傳統(tǒng)超燃沖壓發(fā)動機快1000倍,運行能力在6馬赫至16馬赫之間,而傳統(tǒng)吸氣式發(fā)動機無法達到這一速度?!?
《南華早報》報道截圖
但論文中,僅僅在“引言”部分,作為研究背景提到“6馬赫至16馬赫”這一數(shù)據(jù):“在理論分析方面,NASA曾于1978年開展了斜爆轟發(fā)動機推進性能一維熱力學循環(huán)理論分析,分析了不同馬赫數(shù)下的發(fā)動機推力和比沖。結果表明,斜爆轟發(fā)動機具有拓展到寬速域飛行馬赫數(shù)范圍(Ma=6~16)的能力?!边@顯然不能等價為“研究結果”。
業(yè)內(nèi)專家向觀察者網(wǎng)表示,NASA的研究出自美國學者理查德·莫里森(Richard B. Morrison)1978年的論文,但畢竟只是理論分析。他認為:“斜爆轟發(fā)動機的實際工作范圍可能更低,大約為8馬赫至12馬赫,并不能實現(xiàn)半小時從上海飛往洛杉磯的暢想?!蹦切枰蠹s16馬赫的速度,在莫里森的理論推算中,都已是上限。
對于“到2030年建造一架能夠在一小時內(nèi)抵達全球任何地方的飛機”,他表示自己從未聽說過這類計劃,他認為恐怕也沒有任何國家能在2030年實現(xiàn)。
但他也認可“國內(nèi)在此方面的研究較為領先”?!靶北Z發(fā)動機的概念可追溯到上世紀40年代,前期由于試驗設備的限制等原因一直相對冷門。近年來,隨著研究手段的進步以及高超聲速飛行的需求,受到較大的關注。尤其是近五、六年來,中國在高超聲速風洞中開展了一系列試驗,引起了國內(nèi)外相關學者和機構的較大關注。”
高超聲速研究的難點,除了科研設施建設,對研究人員也有很高的要求。
在進行試驗前,首先就要吃透前人的工作,提出開創(chuàng)性的辦法,并完成數(shù)值研究。這次試驗背后的《鼓包誘導斜爆震波的數(shù)值研究》在2022年發(fā)表,其中提到:“在斜爆震波的突躍型起爆結構中,預混可燃氣體在誘導區(qū)后發(fā)生燃燒,形成一系列燃燒波,這些燃燒波在向下游發(fā)展的過程中會逐漸匯聚成一道激波,并與斜激波相互作用,使斜激波增強,從而誘導形成斜爆震波?!?
只有參考了前人探索出的這些激波與燃燒波作用過程,才可能想出鼓包誘導的辦法。
專家介紹說,從數(shù)值研究再到風洞試驗,研究人員還要考慮許多問題,比如“高超聲速流動復雜,計算機仿真與實際流場可能存在差別;高超聲速風洞的試驗時間較短,需要合理安排測量方案”。
至于這次的研究獲得巨大關注,專家認為主要原因是解決了航空煤油的起爆與穩(wěn)定爆轟燃燒問題。
今年發(fā)表的論文里就提到,航空煤油有“能量密度高,容易儲存和運輸”的特點,是吸氣式發(fā)動機的首選燃料?!暗?,航空煤油與空氣的點火延遲時間長,比氫氣與空氣的點火延遲時間長一個量級,不容易起爆……需要的燃燒室長度也長一個量級,這在工程上不適用?!?
2019年,中科院力學所在高超聲速風洞中開展了以氫氣為燃料的斜爆轟發(fā)動機整機試驗,當時就引起了較大的關注。此次航空煤油斜爆轟發(fā)動機試驗可以看作是前期研究的深入,旨在探索在這一領域應用航空煤油的可行性。
這項研究解決了航空煤油的起爆與穩(wěn)定爆轟燃燒的問題,有力推動了斜爆轟發(fā)動機的工程應用。
專家總結說:“斜爆轟發(fā)動機在高超聲速推進領域極具潛力,近年來也取得了一系列進展,但目前仍處于實驗室階段,距離工程應用,還有一定距離。相信隨著國內(nèi)外同行的推進,斜爆轟發(fā)動機能早日走出實驗室,飛向藍天?!?
- 責任編輯: 陳軒甫 
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