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  央视意外曝光中国空天飞机方案,远超美国
央视意外曝光中国空天飞机方案,远超美国
2023/7/20 16:38来自江西
央视意外曝光中国空天飞机方案,二级入轨优势大,远超美国

        中央电视台最近采访了中国科学院力学研究所的JF-22风洞,披露了大量重要的信息。不但在国内引发了关注,外电也进行了详细的分析报道。很多网友们关心,这个风洞和相关的研究,到底先进到什么程度呢?

       高超音速是一种通用技术,可以军用也可以民用。如今大家更关心它的军事用途,主要是美国方面炒作的结果。因为中国的东风17导弹参加国庆阅兵,以及俄罗斯先锋导弹投入服役,让美国军方相当惶恐,在国内国际舆论上反复表示,美国在高超音速领域已经落后,需要大量投资开发自己的高超导弹,以及高超拦截技术。

        其实高超的军事用途只是一部分,民用、商用同样很重要。今天的洲际旅行基本上依靠民航飞机,亚音速的飞机从北京飞到欧洲,要十个小时左右。飞到北美、澳大利亚,时间更长一些。如果要前往非洲和南美,还需要中途转机,乘客疲惫不堪。虽然比起只能坐海轮的年代,亚音速民航机已经算是很快了,但人类对方便快捷的追求是无止境的。如果能研制成功高超音速民航客机,那从中国出发,前往地球另外一面的时间,就可以缩短到几个小时,甚至两个小时以内。这对于全球化和国际经贸、文化交流,都是有决定性意义的。

        高超音速飞行需要攻克的技术难题很多,包括结构、气动外形、防热、动力、控制、通信导航,等等。其中,有大量的基础性问题需要在风洞里解决。而这样的风洞,自然是模拟的速度越高越好、时间越长越好,尺寸越大越好。这里需要强调一下尺寸问题,尺寸越大,模型就越精细,越能接近实际制造的飞行器,模拟效果也就越好。

       所以在JF12和JF22的采访中,科研人员特意强调,JF-22的流场大概有2.5米直径,一般国外最大的是1.5米直径,所以JF-22可以放更大的飞行器;JF-22可以将马赫数10的风速持续40毫秒,性能比国内外同类型号有成倍的提高,实验结果的精度也更高。所以我们有理由可以确认,在已经公开的高超音速风洞设施中,JF-22是全球最先进的。

国外媒体对JF22里的模型很感兴趣。这是一台空天飞行器的风洞模型,采用了重复使用两级入轨概念。也就是一台母机携带一台子机起飞,到达一定高度后分离。母机返回地面,子机用自身动力进入绕地球飞行的轨道。从某种程度上说,航天飞机就是不完整的重复使用两级入轨概念。为了实现这个目标,需要解决大量的关键技术。其中,子母机如何安全可靠地分离,就是一个大问题。

       迄今为止,人类还没有制造出实际的子母机。主要是因为制造费用昂贵,而且前期试验肯定会出现大量失败和故障,坠毁一次就损失巨大。所以,风洞试验的作用就很明显了。在风洞中,通过模型的分离试验,可以充分研究高超音速气流条件下,子母机应该用什么方式连接、什么方式分离,分离的程序和速度应该是什么样的,对分离速度和高度有什么要求,等等。

        这样的母机,为了实现重复使用,不能再使用传统的一次性火箭发动机,必须采用吸气式发动机。这一点在采访中也提到了,科研团队提出了新的发动机概念,叫做驻定斜爆轰发动机。目前已经实现了9倍音速的试验,下一步要在JF-22中能够实现16倍音速。我们可以简单地认为,这样的发动机研制成功后,可以把洲际飞行的时间缩短到现在的十六分之一。

       而母机的相关技术,和高超音速客机有很多相似之处。谁能够在这方面取得领先,就能率先研制出可重复使用的两级入轨飞行器,能够实现频繁的天地往返飞行,也能够制造出高超音速客机,推动中国的空天飞行技术达到世界领先地位。

至于说,JF12和JF22能不能用在军事研究上,按照国内技术保密的惯例,在前沿技术领域当中,能上电视就不是军用的,更不是最先进的。在高超领域,中国也面临着爬坡升级的需求。东风17是一种助推滑翔式的导弹,发射特征明显、容易在助推段被拦截。

         为了进一步提高突防能力,我们需要开发吸气式的新一代导弹。这同样需要在风洞当中解决超音速燃烧冲压发动机的设计、材料、工艺,不断迭代发展。至于这样的导弹和发动机在哪个风洞中试验,那当然就是“过于先进,无法展示”的内容了。

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