点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:揭秘空天飞机的“组合动力技术”
首页> 科技频道> 国防军事 > 正文

揭秘空天飞机的“组合动力技术”

来源:光明网2024-03-20 14:15

  自古以来,人们对太空都充满好奇,希望有一天可以拥抱它,在这种无尽的向往中,人们最大的愿望莫过于乘坐飞机自由翱翔太空。空天飞机是帮助人们实现这个愿望的最佳交通工具,可使普通旅客像坐飞机一样进入太空,畅游太空!要想让空天飞机既能水平起降,又能飞向太空,就必须依靠组合动力发动机,组合动力技术是关键!

  从广义上来讲,组合动力就是把不同的动力形式组合在一起。例如,空天飞机在低速飞行条件下使用性能很强的航空涡轮发动机;达到一定速度后,使用适应在大气层内高速飞行的超燃冲压发动机。这两种发动机只能在大气层内使用,当飞行器到达临近空间时,需要使用火箭发动机进入太空。这样,空天飞机便可在水平起降、重复使用的情况下载客翱翔太空了。

  目前,组合动力技术方案大部分都以超燃冲压发动机为基础,有火箭基组合循环发动机、涡轮基组合循环发动机、三模块组合循环发动机等。此外还有空气涡轮火箭发动机、预冷式组合动力发动机等。下面就给大家依次进行简要介绍。

  超燃冲压发动机主要包括双模超燃冲压发动机和双燃烧室冲压发动机两种技术方案,其中双模超燃冲压发动机的点火、稳定工作以及模态转换技术已相对成熟,双燃烧室冲压发动机也已经完成了地面运行试验。美国X-51A的双模超燃冲压发动机完成了多次马赫数5左右的地面运行试验,首飞时也创造了时间最长的超燃冲压发动机推进的飞行记录。

揭秘空天飞机的“组合动力技术”

X-51A的双模超燃冲压发动机

  火箭基组合动力发动机将火箭发动机、亚燃和超燃冲压发动机组合在一起。目前,这种发动机仍有很多关键技术尚需攻克,包括机身一体化技术、引射增益、掺混燃烧、热结构等。美国最早在吸气式火箭发动机集成系统试验项目下,完成了系统地面试验样机,通过260多次地面试验,突破和掌握了引射模态和亚燃模态的关键技术。

  涡轮基组合动力发动机将涡轮发动机、亚燃/超燃冲压发动机组合在一起。国外多将其用于高超声速平台,例如洛·马公司提出的SR-72高超声速飞机,将装备并联涡轮基循环发动机,巡航速度将达到马赫数6,可满足美国军方在1h内打击全球任何一个目标的任务要求。

  三模组合发动机是近年来提出的以涡轮、火箭和超燃冲压发动机三种动力形式相互结合形成的组合循环推进系统,目前这种发动机仍处于方案论证阶段。美国波音和航空喷气洛克达因公司曾联合提出一种系统方案,巡航速域可从零到马赫数7。

揭秘空天飞机的“组合动力技术”

空气涡轮火箭发动机结构示意图

  空气涡轮火箭发动机是将航空涡轮喷气发动机、火箭发动机进行有机组合。这种发动机采用的燃气发生器有助于提高单位推力,吸气式的涡轮基有助于提高比冲,压气机助力的燃烧室使飞行器具备了水平起飞能力,因此空气涡轮火箭发动机从地面到临近空间具有均衡的综合能力。

  英国反作用发动机公司正在研制的云霄塔空天飞机所采用的“佩刀”预冷吸气式组合发动机性能优良,也在持续开展研发活动,目前仍处于前期的技术验证阶段。这种发动机在结构上由涡轮发动机、冲压发动机和氢氧火箭发动机组成,具有吸气和火箭两种工作模式,能够将飞行器从静止状态无缝加速到入轨速度。2022年7月,该发动机的集成氢预燃器系统开始进行地面试验。(金赫 焦子原)

  科学把关:费伯禹

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 党建引领温暖新就业群体

  • 又到初秋赏荷时

独家策划

推荐阅读
大多数地区在处暑节气时仍有高温天气出现。北方地区昼夜温差扩大,易出现“一场秋雨一场凉”。
2025-08-22 10:12
当罗斯海冰架上最后一抹极昼阳光悄然隐去,南极的冬季正式到来。冰原之上,完成微电网系统、氢能源系统、通信系统等建设任务后的秦岭站,如一艘灰色的方舟稳稳矗立。
2025-08-22 10:12
一部“电影”让我们一窥人类发育中一个鲜为人知的里程碑事件——新形成的胚胎附着在子宫内膜上的瞬间。
2025-08-22 10:11
嫦娥六号采样点所在的阿波罗盆地直径约540公里,位于月球南极-艾特肯盆地内部,是该区域最大的次级撞击构造。
2025-08-22 10:11
手术机器人被誉为机器人产业“皇冠上的明珠”,作为医生的“辅助工具”已完成了数百万次微创手术。
2025-08-22 10:10
为什么鼓励科技成果“先使用后付费”?具体如何操作?
2025-08-21 09:51
一项近日发表于《科学》的研究发现,在血液中循环的血小板会吸收肿瘤细胞释放的DNA片段,从而成为液体活检的重要DNA库。
2025-08-21 09:48
在地球的深海热泉、湿地,或者动物肠道和沉积物等环境中,生活着一群“无氧居民”——厌氧微生物。
2025-08-21 09:46
上半年,我国煤炭产量稳定增长,煤炭进口同比下降,煤炭供给比较充足。
2025-08-21 09:42
当前仍有很多因素制约着新能源汽车维修服务技能人才培养,导致了技能人才短缺问题。
2025-08-21 09:41
华东师范大学研究员张伟团队联合德国、美国等国科研人员,首创室温催化转化技术,为全球塑料污染治理提供了全新解决方案。
2025-08-20 09:47
南京大学研究团队与国际合作者在82光年外的唧筒座天区发现了一个极其罕见的两级四星系统,这是相互环绕的一对超冷褐矮星与一对年轻红矮星。
2025-08-20 09:44
走过70多年,沈阳机床矢志攻关高端机床,其突围历程给人不少启示。
2025-08-20 09:39
2016年,四处“求医问药”的马朝东从中国科学院合肥物质科学研究院专家团队手中接过“药方”——利用现代生物技术,对带病滁菊植株进行离体脱毒与再生。
2025-08-20 09:34
西湖大学工学院姜汉卿实验室研发的新一代软体机器人,首次让昆虫尺度的软体机器人在复杂户外环境中实现完全自主运动。
2025-08-20 09:32
科学家成功合成了一种新型全碳分子——环[48]碳(C48)。
2025-08-19 09:46
青岛科技大学教授刘凯团队开发出首个N型热电弹性体,即“热电橡胶”,为柔性电子学和可穿戴设备的能源采集技术提供了新方案。
2025-08-19 09:44
作为全球最具危害性的恶性入侵杂草之一,薇甘菊以惊人的繁殖速度和强大的环境适应性,严重破坏了亚洲、太平洋地区及中国华南地区的生态。
2025-08-19 09:43
中国新能源汽车保有量、产销量、充电桩数量均居世界第一。
2025-08-19 09:41
记者从国家数据局获悉:中文数据在国内大模型的训练性能提升方面发挥着重要作用。
2025-08-19 09:35
加载更多