文章來源：中(zhong)國航(hang)天科技集團公司(si) 發(fa)布(bu)時間(jian)：2017-08-03
我國“組(zu)合動力飛(fei)行器”項目已經開始研(yan)制，意味著普通人進入太空的成本和(he)門檻有望大大降低。中國航天科技集團公(gong)司一院研(yan)發中心副總研(yan)究師張永介紹，未來該(gai)飛(fei)行器能夠(gou)讓(rang)普通旅客像坐飛(fei)機一樣進入太空。
張永介紹(shao)，組合動(dong)(dong)力是(shi)一種新(xin)型動(dong)(dong)力，其基本原理是(shi)集成(cheng)火箭發(fa)動(dong)(dong)機、沖壓發(fa)動(dong)(dong)機、航空發(fa)動(dong)(dong)機等不同動(dong)(dong)力模(mo)式，取長補(bu)短(duan)。
據(ju)了解，組合動(dong)力飛(fei)行器(qi)在(zai)(zai)起(qi)飛(fei)時(shi)，使(shi)用在(zai)(zai)低速飛(fei)行條件下(xia)性(xing)能很(hen)高(gao)的(de)航(hang)空渦輪發(fa)動(dong)機(ji)(ji)或吸氣式火箭發(fa)動(dong)機(ji)(ji)；達(da)到(dao)一定速度(du)后，使(shi)用適應在(zai)(zai)大氣層內高(gao)速飛(fei)行的(de)沖壓發(fa)動(dong)機(ji)(ji)。這兩(liang)種發(fa)動(dong)機(ji)(ji)只能在(zai)(zai)大氣層內使(shi)用，而飛(fei)行器(qi)到(dao)達(da)臨近空間，便需(xu)使(shi)用火箭發(fa)動(dong)機(ji)(ji)進(jin)入太空。一院(yuan)科研人員介紹(shao)，未來的(de)組合動(dong)力飛(fei)行器(qi)可(ke)以實現可(ke)重復(fu)的(de)天地往返航(hang)天運輸。
航(hang)(hang)天(tian)科技(ji)(ji)集團(tuan)六院院長譚永華曾向科技(ji)(ji)日報(bao)記(ji)者表示(shi)，融合(he)航(hang)(hang)空、航(hang)(hang)天(tian)動(dong)力(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)的(de)飛行器，將(jiang)是航(hang)(hang)天(tian)運輸(shu)實現完全可(ke)重(zhong)復使用(yong)的(de)長遠發(fa)展目(mu)標。目(mu)前(qian)研(yan)究(jiu)人員已提出火(huo)箭基組合(he)動(dong)力(li)(li)（RBCC）、渦輪基組合(he)動(dong)力(li)(li)（TBCC）等概念。隨著(zhu)空天(tian)融合(he)趨勢(shi)日益加(jia)劇、臨近空間開(kai)發(fa)趨勢(shi)日益明顯，組合(he)動(dong)力(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)已成為動(dong)力(li)(li)研(yan)究(jiu)的(de)前(qian)沿和熱點。
譚永華在介紹國際相關(guan)技(ji)術研究現狀時(shi)表示，火(huo)箭(jian)(jian)技(ji)術方面(mian)，把傳統一次(ci)性火(huo)箭(jian)(jian)變為可(ke)多(duo)次(ci)使用火(huo)箭(jian)(jian)所涉及(ji)的關(guan)鍵技(ji)術大多(duo)已經突破。
同時(shi)譚永華透(tou)露，我(wo)國(guo)在(zai)可重復使(shi)用火箭方面已(yi)有大量技術儲(chu)備(bei)，初(chu)步具備(bei)開展工程研究的(de)條(tiao)件。我(wo)國(guo)新一代運載(zai)火箭所用的(de)新型液體火箭發動機已(yi)具備(bei)一定(ding)重復使(shi)用能(neng)力。
在沖(chong)壓(ya)發動機(ji)方(fang)面(mian)，據知情人士透露，我國新型(xing)沖(chong)壓(ya)發動機(ji)研制取得成(cheng)功，已進(jin)入實際(ji)應用階段。
沖壓(ya)發動機是在(zai)(zai)大氣(qi)層內(nei)實(shi)現高超音速(su)飛行的理想動力(li)。其工作(zuo)原理是航空(kong)器(qi)飛行時(shi)，迎(ying)面(mian)氣(qi)流在(zai)(zai)通過(guo)進(jin)(jin)(jin)氣(qi)道過(guo)程中將動能(neng)轉變為壓(ya)力(li)能(neng)，經(jing)壓(ya)縮后的空(kong)氣(qi)進(jin)(jin)(jin)入(ru)燃(ran)燒(shao)室與燃(ran)料混合(he)進(jin)(jin)(jin)行等壓(ya)燃(ran)燒(shao)，生(sheng)成(cheng)的高溫燃(ran)氣(qi)在(zai)(zai)噴管中膨(peng)脹(zhang)加(jia)速(su)后排出(chu)產生(sheng)推力(li)。
張永(yong)說(shuo)，與火箭要攜(xie)帶大量氧(yang)化(hua)(hua)劑不(bu)同(tong)，沖壓(ya)發動機可以使用空氣中的氧(yang)作(zuo)為氧(yang)化(hua)(hua)劑，與自身攜(xie)帶的燃燒(shao)劑產生化(hua)(hua)學反應(ying)并產生推力(li)，從而實現(xian)輕裝上陣。
記者了解到，我國對沖壓(ya)發動機(ji)的(de)研究已開展(zhan)多年。早期產品(pin)速(su)(su)度大約在3倍(bei)音(yin)速(su)(su)以下，而已經研制成功的(de)新型沖壓(ya)發動機(ji)速(su)(su)度可達4.5倍(bei)音(yin)速(su)(su)。未(wei)來的(de)產品(pin)，速(su)(su)度有望達到7倍(bei)甚至(zhi)10倍(bei)音(yin)速(su)(su)以上。
與目前(qian)擔當(dang)航(hang)(hang)(hang)天(tian)運輸主力(li)(li)的(de)(de)火(huo)箭(jian)(jian)相比，未來的(de)(de)組合動力(li)(li)飛(fei)行器有(you)(you)多項特點。除了可(ke)重復使用(yong)(yong)，它無需再(zai)苛求發射(she)場條(tiao)件，而能像(xiang)飛(fei)機(ji)(ji)一樣利用(yong)(yong)普通機(ji)(ji)場實(shi)現(xian)水平(ping)起(qi)降，既能降低航(hang)(hang)(hang)天(tian)活動成本，也為實(shi)現(xian)航(hang)(hang)(hang)班化奠定了基礎(chu)；傳統火(huo)箭(jian)(jian)“開弓沒有(you)(you)回頭箭(jian)(jian)”，而緩沖加速(su)的(de)(de)組合動力(li)(li)飛(fei)行器遇到問題還能返回，將進一步保障(zhang)載(zai)人(ren)航(hang)(hang)(hang)天(tian)活動的(de)(de)安全。此(ci)外，火(huo)箭(jian)(jian)飛(fei)行時加速(su)太(tai)快，會使航(hang)(hang)(hang)天(tian)員承受超過(guo)體重數倍的(de)(de)負荷，組合動力(li)(li)飛(fei)行器通過(guo)多種發動機(ji)(ji)配合工作，可(ke)以把(ba)過(guo)載(zai)降低到普通人(ren)也能承受的(de)(de)范圍，讓乘客感(gan)覺像(xiang)坐飛(fei)機(ji)(ji)一樣舒(shu)適(shi)。
張永表示，我(wo)國計劃用3至5年(nian)時間掌握組合(he)動力飛(fei)行器相關關鍵技術，預計在(zai)2030年(nian)左右實現(xian)亞軌道應用和入軌應用。