新型航空斜爆震引擎 中國科學家:可突破高超音速推進技術
鉅亨網新聞中心 2025-02-27 17:00

據香港《南華早報》報導,隨著對速度的需求不斷增長,研究人員開發出一種使用標準航空煤油的引擎,其飛行速度可高達每小時 20000 公里。
報導稱,中國科學家成功測試了世界上第一個使用標準航空煤油的斜爆震引擎 (ODE),這意味著高超音速推進技術領域可能出現的重大突破,並可能重新定義航空和太空旅行的極限。
這項研究結果發表在中國的《實驗流體力學》雜誌上,表明其燃燒速率比傳統的超燃衝壓引擎快 1000 倍, 且可在 6 馬赫到 16 馬赫之間運行——傳統吸氣式引擎無法達到這一速度。
中國科學院 (CAS) 的研究人員在北京的 JF-12 激波隧道進行了一系列開創性的實驗,該隧道可以模擬超過 40 公里 (25 英里) 高空的高馬赫數飛行條件。他們使用 RP-3 航空煤油 (一種常見的商業煤油) 實現了持續的斜爆震波。
工程師們透過在燃燒室壁上策略性地放置一個 5 毫米的凸起,發現他們可以誘導自持的「爆震鑽石」——由超高速衝擊波驅動的爆炸——在微秒內完成燃燒。
這項目首席研究員、中國科學院力學研究所 Han Xin 團隊寫道:「衝擊波會猛烈地壓縮和點燃燃料 - 空氣混合物,從而產生自增強的爆炸前沿」。
測試顯示,在 9 馬赫時,爆震點的壓力峰值達到環境壓力的 20 倍,這表明該引擎能夠在大多數超燃衝壓引擎難以運作的速度範圍內產生相當大的推力。
由於需要巨大的功率,風洞僅支持 50 毫秒的持續運行——相當於在 9 馬赫時行駛約 150 米 (492 英尺)——但這足以讓研究人員獲得引擎點火和自持衝擊波推進的完整圖像。
幾十年來,高超音速引擎一直依賴於氫或乙烯,但儘管它們是具有快速點火的燃料,但它們的儲存要求不切實際。另一方面,RP-3 煤油在後勤上是理想的,具有更高的能量密度,但點火延遲時間長,使得引擎難以在飛行中啟動。
但中國科學院團隊透過在點火前將燃料 - 空氣混合物預壓縮到 3800 開爾文 (Kelvin)(攝氏 3527 度),引入一個小的凸起以產生局部「熱點」來觸發連鎖反應,並使用翼形支柱加速燃料分散,從而規避了這個問題。
如果應用於軍事技術,斜爆震引擎可能催生新一代的超遠程、低運營成本的高超音速導彈、無人機甚至轟炸機。
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