
杨雨
据法国《航天日刊》7月11日报道,美国航空航天局于5月30日在佛吉尼亚汉密尔顿对一种新型巡航导弹发动机进行了风洞点火试验。该发动机称为超音速冲压喷射发动机,与任何其它巡航导弹发动机类似,它也以液体碳氢化合物为燃料,但稍有不同。在模拟极超音速的情况下,该发动机在海拔9万米高空的速度可以达到6.5马赫。这确实很快,而且是格外地 快,超过音速的6倍。
所有现代火箭发动机都是通过燃烧推进剂来工作的。推进剂一般由燃料和氧化剂组成。需要指出的是,火箭发动机既需要装载燃料也需要装载氧化剂,他们不能像常见喷气式发动机那样从空气中获得氧化剂,这也就是火箭发动机为什么可以在没有空气的太空中运转的原因。
喷气式发动机只装载燃料,从进气口获取空气来充当氧化剂,在空气接触到燃料时点火,然后将高温废气从机身后排出。为使推进剂燃烧产生的温度足够高,以使废气能够快速度排出来产生足够的推力,必须对空气进行压缩。
涡轮喷气发动机使用大型旋转涡轮桨片对空气进行压缩。这样,当启动时,首先是桨片旋转、空气被压缩、燃料注入、然后是燃料与压缩空气开始燃烧、废气从机后喷射而出,飞机就能够快速移动。所有喷气式航班和作战飞机使用的发动机都是涡轮喷气发动机或是涡轮风扇发动机。
如果速度很快,也可以不必使用风扇对空气进行压缩,而仅需要迫使其通过一个狭窄的“瓶颈”,空气在向燃烧室运动时被冲压,以这种方式工作的发动机称为冲压喷射发动机。
然而,在冲压喷射发动机点火之前,必须先让其移动起来。因此,通常情况下,由冲压喷射发动机提供动力的飞行器要么事先放置在其它飞机的上部,要么由涡轮喷气飞机或火箭推进器发射到高速度。一旦飞行器的速度足够快,就转由冲压喷射发动机提供动力。
冲压喷射发动机可以达到非常高的速度,但是新型的增强型冲压喷射发动机-----超音速冲压喷射发动机可以更快。它的工作方式基本与冲压喷射发动机一样,但根据设计,它可以利用以超音速移动的空气来产生奇异的燃烧动力。当内部空气速度降至亚音速时,冲压喷射发动机可以达到4马赫的速度。而超音速冲压喷射发动机可以利用超音速空气的燃烧使速度大于5马赫。
此次测试的新型发动机将用于国防高级研究计划局和海军研究办公室的联合飞行演示计划,称为HyFly计划。该计划的内容是对能够在600海里航程内以高达6马赫的速度巡航的导弹进行飞行测试。根据美国海军研究办公室的超音速武器技术计划,约翰·霍普金斯大学应用物理实验室负责该发动机的开发。
根据设计,使用该发动机的导弹能够从舰艇、潜艇以及海军和空军的飞机上进行发射。预计至2004年,该发动机可以达到4马赫的飞行速度,再过一年可以达到6马赫。很显然,导弹攻击目标时的速度越快,对手就越难在途中对其进行拦截。
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