采用旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的導彈(渲染圖)?! ?/p>
近日,美國普惠公司宣布完成旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(RDE)測試,標志著這一技術即將從試驗階段走向工程應用階段。作為美國國防部“Gambit”項目的核心技術,旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機被視為未來高超音速導彈動力系統(tǒng)的解決方案,將對遠程精確打擊武器發(fā)展產(chǎn)生重要影響。
與傳統(tǒng)的渦噴或渦扇發(fā)動機依賴“爆燃”(亞音速燃燒)不同,旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的核心在于“爆震”——燃燒速度在超音速以上,從而形成持續(xù)的高壓沖擊波。其工作原理如下:在環(huán)形燃燒室內(nèi),燃料與空氣混合后被點燃,產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)的爆震波并在燃燒室內(nèi)循環(huán),從而將化學能轉(zhuǎn)化為推力。由于無需復雜的機械結構(如壓氣機葉片),旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的零部件大為減少,結構更加緊湊。
旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機的技術突破主要體現(xiàn)在3方面:一是熱效率提升。爆震燃燒產(chǎn)生的壓力峰值遠超傳統(tǒng)發(fā)動機,其燃燒效率更高,為延長導彈射程提供了可能。二是體積與重量優(yōu)化。簡化后的結構使發(fā)動機尺寸變小、重量減輕,使導彈可攜帶更多燃料和有效載荷。三是高超音速潛力。爆震發(fā)動機的特性使得武器更容易獲得5馬赫以上的飛行速度,滿足未來戰(zhàn)場對“即時打擊”的需求。
在旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機成品推出前,還有兩個主要的技術障礙有待突破。一是對燃料與空氣接觸的精確控制。爆震波的穩(wěn)定傳播需要微秒級精度的燃料噴射,任何失誤都有可能導致燃燒中斷。二是材料與制造工藝。燃燒室內(nèi)超高溫、高壓環(huán)境對耐熱材料提出極高要求,而3D打印等先進工藝有望成為突破關鍵。
旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機并非唯一的高超音速推進方案,但其憑借結構簡單、成本可控等優(yōu)勢,更契合大規(guī)模裝備需求,未來發(fā)展值得關注。(劉一澳、林驥飛)
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