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臭鼬工廠潛心研制SR-72高超聲速無人機-核心技術(shù)突破

發(fā)布日期:2017-02-19我要投稿我要評論
 當前,采用TBCC推進系統(tǒng)的高超聲速飛行器在發(fā)展過程中面臨著一個難以逾越的“推力鴻溝”(Thrust Chasm),即現(xiàn)有的渦輪噴氣發(fā)動機一般在最大飛行速度馬赫數(shù)2.5下可以穩(wěn)定工作,而沖壓發(fā)動機/超燃沖壓發(fā)動機正常工作的飛行速度至少在馬赫數(shù)3.5~4.0范圍內(nèi),二者之間存在一個馬赫數(shù)3左右的拉力速度,一直困擾著世界各國的研究人員們。
  在此之前,美國空軍研究實驗室也在實施一項“高速渦輪發(fā)動機驗證”(HiSTED)計劃,希望研制出一種以TBCC方式工作、能使飛行器速度達到馬赫數(shù)4的小型渦輪噴氣發(fā)動機,但一直難以達到預(yù)期目標??梢?,在馬赫數(shù)4下正常工作的渦輪噴氣發(fā)動機成為亟待解決的技術(shù)難點。面對媒體,臭鼬工廠對于跨越“推力鴻溝”的具體方法三緘其口,避而不談。
 
  然而,近年來臭鼬工廠與一些推進技術(shù)領(lǐng)域的知名公司之間的密切合作,還是透露出一些有價值的信息。十年前,臭鼬工廠根據(jù)RATTLRS項目的需要,曾經(jīng)與羅羅公司下屬的北美先進技術(shù)公司聯(lián)手,力求發(fā)展出一種彈用渦輪噴氣發(fā)動機,無需加力燃燒室就可以將導(dǎo)彈的巡航速度推進到馬赫數(shù)3.0以上。從數(shù)年前公開展出的樣機來看,這種新型發(fā)動機具有性能出眾和使用靈活的特點。
 
  七年前,臭鼬工廠又與羅羅克達因公司攜手,深入研究TBCC推進系統(tǒng)正常工作所需解決的一些關(guān)鍵問題。特別值得關(guān)注的是,航空噴氣公司在2013年初正式收購羅克達因公司后,開始參與相關(guān)研究工作。此前該公司曾經(jīng)提出過一種增強型火箭引射式?jīng)_壓發(fā)動機的技術(shù)方案,將其作為第三臺發(fā)動機,起到無縫銜接超燃沖壓發(fā)動機接力速度的作用。
 
  最終,兩家公司實現(xiàn)了一個設(shè)計突破,通過修改沖壓發(fā)動機的局部設(shè)計來降低起動速度,以適應(yīng)一個更低的接力速度,這樣就可以直接利用類似F100/110一級的現(xiàn)役戰(zhàn)斗機發(fā)動機作為初始動力。這是讓高超聲速飛行器能夠在近期投入實際使用的關(guān)鍵措施,并具備可接受的成本。
 
  截至目前,臭鼬工廠并未發(fā)明任何新技術(shù),而是充分利用了現(xiàn)有技術(shù)加以集成。最新報道表明,臭鼬工廠還通過各種措施來提高現(xiàn)役渦輪噴氣發(fā)動機的推力。其中包括各種預(yù)冷卻方法,即向壓氣機內(nèi)噴射大量冷卻液來提高性能。其他增加發(fā)動機推力的思路包括“超級燃燒室”(hyperburner),那一種加力裝置,在推進系統(tǒng)起動時作為加力燃燒室,隨著馬赫數(shù)的逐漸增加,在過渡階段則是作為沖壓發(fā)動機。
  雖然提議的推力增加原理的相關(guān)細節(jié)仍然處于保密狀態(tài),但成功地實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換的大部分設(shè)計集中于進氣道。近年來,研制人員利用FaCET計劃取得的成果,通過采用一體化設(shè)計,讓小型高馬赫數(shù)渦輪噴氣發(fā)動機與雙模式?jīng)_壓/超燃沖壓發(fā)動機共享一個軸對稱進氣道和一個尾噴管,通過調(diào)整進口面積和出品面積來滿足兩種發(fā)動機的熱力循環(huán)要求,保持二者的增壓系統(tǒng)都能穩(wěn)定工作,從而證明了可以讓TBCC推進系統(tǒng)步入實用化。
 
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標簽:??SR-72無人機
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