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观察者网一周军评:“爱吹牛”的国家,其实很无奈
关键字: 伊朗印度导弹袭船
我们可以看一下我国和美国最早进行超燃冲压发动机测试的平台,美国早期有一个HyFly计划,也就是我们国内经常称为“快鹰”的,从它的进气道试验的图可以看出,它的进气道设计基本和我国的“凌云”(2012年首飞)实验平台进气道相似。
“凌云”实验平台
美国Hyfly超燃冲压发动机试验平台,印度根本没进行过这种验证超燃冲压技术基本概念的试验,突然就搞出三维侧压式进气道的东西了,这从侧面说明——有钱能使俄罗斯推磨……
这种进气道的外型看起来和早期喷气式战斗机和一些导弹上常用的进气道相似,苏联早年进行的超燃冲压发动机试验的进气道也是这个类型,称为“常规高超轴对称进气道”,这种进气道通常只能适应6马赫以上的飞行速度,因此主要用于超燃冲压发动机的最初验证。
这种进气道设计的缺点在于,它基本没办法和飞行器的总体设计进行配合,要求飞行器的气动外形只能是一个“大管子”。但高超声速飞行器的气动外形设计又要求采用升力体这类的外型,所以常规高超轴对称进气道无法和机体外型结合,发展潜力有限,基本也就用于初期测试。
那么实用的高超进气道设计应该是什么样呢?我们看美国的X-43A,它第一次尝试了在升力体机身下方设置了进气道,后面有扩散段,只是这段进气道当中没有喷油和燃烧室,实际上它就是用于验证“高超声速三维侧压式进气道”的验证机。经过X-43A的验证后,美国将这种进气道运用在了X-51A验证机上。
X-43A虽然并没有动力,但是从它的试飞中,美国对于三维侧压式进气道的基本设计进行了验证,从而为X-51A的试验奠定了基础
没有大量的试验试飞,根本不可能获得足够的数据进行后续的研究,也就无法改进设计和找到原始设计不合理的地方,就不会有进步,图为X-51A验证机
说到这我们也得插一句,由于高超声速气动相关领域试验相关数据积累尚不充分,数字模拟存在相当缺陷,同时由于高超声速风洞试验也无法完全模拟实际试飞,因此不管是中国美国还是俄罗斯,都没有办法绕过实际试飞测试。因此实际试飞测试的相关数据和情况,才能真正体现在这一领域的研究水平。从这方面目前情况来看,我国由于试验次数多,试飞平台多、研究单位多、投入大……取得领先地位并不奇怪,值得警惕的是,目前美国正在大幅度增加这一领域的研制费用,安排了大量的试验和测试工作,在这样的大规模集中研究之下,追赶速度很可能不容小觑,要想保持领先地位,可能也只有加大投入力度,绝不能松劲。
而这种三维侧压式进气道的基础上,增加诸如支板、顶板、侧板、进气口前掠、后掠等变化,再加上可以改变进气道截面积的一些设计,就可以获得较大的速度适应范围。日本按照理论计算和试验得到的公开信息中提到,他们已经验证了能够适应4-8马赫速度范围内工作的5种侧压式进气道设计方案。当然,日本在这一方面的研究肯定算不上最顶尖的,但通过这种公开信息,我们也可以知道这一领域的顶尖国家是可以将这种进气道玩出更多花样的。
那么这方面的最新进展如何呢?
我们注意一下美国SR-72验证机的模型,以及原计划在HTV-2之后研制的HTV-3等验证机的示意图,可以发现它们的进气道设计和X-51A相比又有不同,外型上的显著特点是进气道唇口有一个巨大的“深V”缺口。这就是所谓的“高超声速内收缩进气道”,这种进气道的原理与前述的三维侧压式进气道又有不同,结构更加简单,重量更轻。而且在此基础上进一步发展的“前体-内收缩进气道一体化”设计可以进一步避免前提附面层进入进气道,对于提升性能更加有利。在美国FALCON(原HTV-3)和SR-72上使用的就是这种进气道的一种形式:“吻切波锥乘波前体,复杂进口转圆形出口内收缩进气道”。
SR-72想象图
计划在FALCON验证机(HTV3)上运用的新型高超声速进气道
说到这方面,我们可以看一下今年进行公开测试的厦门大学“嘉庚一号”,它的试验项目之一就是测试新型高超声速发动机进气道设计——笔者肉眼是看不出它的性能如何,但至少我们可以很明显看到它唇口处的“深V”形状,但它又和SR-72、FALCON的进气道有明显不同,说明两者的设计上可能基于不同的原理,究竟谁更先进咱们或许以后可以等更多的资料和论文来揭开秘密。
但是我们可以看得出的是,中国在超燃冲压发动机进气道设计方面正在进行扎扎实实的工作。而且,别忘记“嘉庚一号”只是中国一所大学主导的实验项目——此前我国公开的还有包括“星空1号”、“重庆两江之星”等明确用于高超声速技术试验的火箭。
在“嘉庚一号”上进行验证的进气道设计
……厦门大学搞一个高超声速验证火箭,技术含量就已经远超过印度DRDO……所以你觉得呢?
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- 责任编辑:堵开源
- 最后更新: 2019-06-16 08:47:12
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