TSTO:“环球高超”没有核实战能力,不要附和美媒炒作(4)

2021-10-19 08:30  观察者网

如X-51A,其巡航段只有750kg,携带一台重360kg的超燃冲压发动机,只能提供最大500kg推力。但其助推段有1.2吨,比巡航器本身还大。这是因为一般而言,单一动力高超音速飞行器多采用超燃冲压作为其巡航段动力,而液体燃料超燃冲压对来流速度要求苛刻。

尽管碳氢燃料的超燃冲压可以在马赫3.0时就被点火,但是由于燃烧室内上游行波的存在,在来流速度不足马赫5之前,其发动机工作的当量比都不能达到1,否则发动机就会发生喘振。在这种情况下,助推器需要将巡航段推到马赫4或5才能保证巡航段动力能正常衔接。这也由不得助推器不造大了。

而这种飞行器的极速也受到其巡航段动力的钳制,碳氢燃料的超燃冲压在马赫8时已经基本丧失对来流的加热膨胀能力,而在飞行高度高于35千米时也难以获得足够的来流量来维持发动机正常工作。这种吸气式高超的飞行高度上限和极速在目前原理下都是很难继续突破的,其射程也由其燃烧室工作时间决定。

图源:中国空气动力研究与发展中心

10年前,X-51A的巡航段在飞行中工作时长为240秒,刷新了当时的超燃冲压工作时间的纪录。而在2020年,航天科工某所的超燃冲压项目也才刚刚突破了连续工作600秒的大关,距离将其直接用于洲际尺度上的弹药投送,还有很长的一段距离。

而组合动力飞行器则不同,相较于火箭助推-单一动力飞行器而言,其囊括的领域更广泛。组合动力飞行器不仅包括较小的导弹,还包括更大的飞行器。不过由于前文提到的燃料限制,只能使用液氢燃料的唐刀、佩刀、PATR发动机等组合动力暂时被我们排除在外。

就目前而言,研发进度最快的组合动力是TBCC(涡轮组合循环发动机)和TRRE(涡轮辅助火箭增强冲压组合循环发动机),这两者都是以涡轮动力为低速动力,再并联/串联高速时使用的冲压动力(引射火箭)。其动力的工作极速和高度限制与我们之前提到的火箭助推-单一动力飞行器的巡航段相比并无什么变化,但是在速域上却有了巨大的拓展。由于并联了涡轮发动机,具备了0速启动能力,因此采用了组合动力的飞行器可以全须全尾地自主起降。这也是为什么组合动力可以配套更大飞行器的原因。

其科研目标,就是“腾云”工程 图源:观察者网