文(wen)章來源:中(zhong)國航天科技集(ji)團公司 發布(bu)時間:2017-08-03
我國“組合動力飛(fei)行(xing)器”項目(mu)已經(jing)開始(shi)研(yan)制,意味著普通人進入太空的成本和(he)門檻有望大(da)大(da)降低。中國航(hang)天(tian)科技集團公司一(yi)院研(yan)發中心副(fu)總研(yan)究師張永介紹,未來該飛(fei)行(xing)器能夠讓普通旅客像坐(zuo)飛(fei)機一(yi)樣(yang)進入太空。
張永介紹,組合動力是一種新型動力,其基本原理(li)是集(ji)成(cheng)火箭發動機(ji)(ji)、沖(chong)壓(ya)發動機(ji)(ji)、航空(kong)發動機(ji)(ji)等不同(tong)動力模(mo)式,取長補短(duan)。
據了解,組合(he)動(dong)(dong)力飛(fei)行器在起飛(fei)時,使(shi)用(yong)在低(di)速飛(fei)行條件(jian)下性能(neng)很(hen)高(gao)的航(hang)空(kong)(kong)渦輪(lun)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)或吸(xi)氣式火箭發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji);達(da)(da)到一定(ding)速度后,使(shi)用(yong)適(shi)應在大氣層(ceng)內(nei)(nei)高(gao)速飛(fei)行的沖(chong)壓發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)。這兩種發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)只能(neng)在大氣層(ceng)內(nei)(nei)使(shi)用(yong),而飛(fei)行器到達(da)(da)臨近(jin)空(kong)(kong)間,便(bian)需使(shi)用(yong)火箭發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)進入太空(kong)(kong)。一院科研(yan)人員介紹,未來(lai)的組合(he)動(dong)(dong)力飛(fei)行器可(ke)以實現可(ke)重復的天(tian)地(di)往返航(hang)天(tian)運輸(shu)。
航(hang)(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)科(ke)技集團六院院長(chang)譚(tan)永華曾向科(ke)技日報(bao)記(ji)者表示(shi),融合(he)(he)航(hang)(hang)(hang)空(kong)、航(hang)(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)動(dong)力(li)技術的飛行器,將是航(hang)(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)運輸實現(xian)完全可(ke)重復(fu)使用的長(chang)遠發展目(mu)標。目(mu)前(qian)研(yan)究(jiu)人員已提出火箭基組(zu)合(he)(he)動(dong)力(li)(RBCC)、渦輪基組(zu)合(he)(he)動(dong)力(li)(TBCC)等概念。隨著空(kong)天(tian)(tian)(tian)融合(he)(he)趨勢日益加(jia)劇、臨近空(kong)間開發趨勢日益明顯(xian),組(zu)合(he)(he)動(dong)力(li)技術已成為動(dong)力(li)研(yan)究(jiu)的前(qian)沿(yan)和(he)熱點。
譚(tan)永(yong)華在介紹國際相關技(ji)術(shu)研究現狀(zhuang)時表示(shi),火(huo)箭(jian)(jian)技(ji)術(shu)方(fang)面(mian),把傳統一次性火(huo)箭(jian)(jian)變為(wei)可(ke)多次使(shi)用火(huo)箭(jian)(jian)所(suo)涉及的(de)關鍵技(ji)術(shu)大多已(yi)經突破(po)。
同(tong)時譚永華透(tou)露,我國(guo)在(zai)可(ke)重(zhong)(zhong)復(fu)使用火(huo)箭(jian)方面已有大量技術儲備(bei),初步具(ju)(ju)備(bei)開展工(gong)程研究的條件(jian)。我國(guo)新一代(dai)運載火(huo)箭(jian)所用的新型(xing)液(ye)體火(huo)箭(jian)發(fa)動機(ji)已具(ju)(ju)備(bei)一定重(zhong)(zhong)復(fu)使用能力。
在沖壓發動(dong)機(ji)(ji)方面,據知情人士透露,我國(guo)新(xin)型沖壓發動(dong)機(ji)(ji)研(yan)制(zhi)取得成功,已進入實際應(ying)用階段。
沖(chong)壓發(fa)動(dong)機(ji)是在(zai)大(da)氣(qi)層內實現高超音速飛行的理想動(dong)力。其工作原理是航空(kong)器飛行時,迎(ying)面氣(qi)流在(zai)通過進(jin)氣(qi)道過程(cheng)中將動(dong)能轉變為壓力能,經壓縮后的空(kong)氣(qi)進(jin)入燃燒(shao)室(shi)與(yu)燃料混合進(jin)行等壓燃燒(shao),生成的高溫燃氣(qi)在(zai)噴管中膨(peng)脹加速后排(pai)出(chu)產生推(tui)力。
張永說,與火箭(jian)要攜(xie)帶大量(liang)氧化劑不同,沖(chong)壓發動(dong)機可以使用空氣中的(de)氧作為氧化劑,與自(zi)身攜(xie)帶的(de)燃燒劑產(chan)(chan)生化學(xue)反應并產(chan)(chan)生推力,從而實現輕裝(zhuang)上陣。
記者了解到(dao),我國(guo)對沖壓發(fa)動(dong)機(ji)的(de)研(yan)究已開展多年(nian)。早期產品(pin)速(su)(su)度(du)大約在(zai)3倍音(yin)速(su)(su)以下,而已經(jing)研(yan)制成功的(de)新型沖壓發(fa)動(dong)機(ji)速(su)(su)度(du)可達4.5倍音(yin)速(su)(su)。未來的(de)產品(pin),速(su)(su)度(du)有望達到(dao)7倍甚至10倍音(yin)速(su)(su)以上。
與目(mu)前擔當航天運輸(shu)主力(li)的(de)(de)火箭相(xiang)比,未來(lai)的(de)(de)組合(he)(he)動力(li)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)器有多項(xiang)特(te)點。除(chu)了(le)(le)可(ke)重(zhong)復使(shi)用,它(ta)無需再苛(ke)求發(fa)射場(chang)(chang)條件,而(er)能像飛(fei)機(ji)(ji)一樣利用普(pu)通(tong)機(ji)(ji)場(chang)(chang)實現(xian)水平起降,既能降低(di)航天活(huo)動成本(ben),也(ye)為實現(xian)航班(ban)化奠定(ding)了(le)(le)基礎;傳(chuan)統火箭“開(kai)弓沒有回頭箭”,而(er)緩沖加速(su)的(de)(de)組合(he)(he)動力(li)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)器遇到問(wen)題(ti)還能返回,將進一步保障載人航天活(huo)動的(de)(de)安全。此(ci)外,火箭飛(fei)行(xing)(xing)(xing)時加速(su)太快,會使(shi)航天員承受超(chao)過體重(zhong)數倍的(de)(de)負荷(he),組合(he)(he)動力(li)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)器通(tong)過多種發(fa)動機(ji)(ji)配合(he)(he)工(gong)作,可(ke)以把過載降低(di)到普(pu)通(tong)人也(ye)能承受的(de)(de)范圍,讓乘客感覺像坐(zuo)飛(fei)機(ji)(ji)一樣舒適。
張(zhang)永表示(shi),我國計(ji)劃用(yong)(yong)3至5年時間掌握組合動力(li)飛行器相關關鍵技術,預計(ji)在2030年左(zuo)右實現亞軌道應用(yong)(yong)和入軌應用(yong)(yong)。