燃烧效率(国产高超音速发动机取得突破，速度6马赫，新燃料燃烧效率更高)

Posted 2023-06-02

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论文实验截图本文作者：南山过客

中国在高超音速技术领域的成果是有目共睹，但在航空发动机方面仍在追赶世界先进脚步。不过，追赶并不意味着不能弯道超车。

据环球网报道，13日港媒《南华早报》披露了一篇我国国防科技大学科研团队有关固体超燃冲压发动机研究的论文。

固体超燃冲压发动机属于高超音速导弹发动机的一种，当导弹以高超音速巡航时，发动机将吸收氧气燃烧，使导弹的巡航速度达到6马赫以上，具有结构简单、体积比冲高、火焰稳定性强等优势，但如何控制氧气与固体燃料的燃烧过程是极其困难的，这关系到导弹是否能在飞行过程中可控地减速或加速。

我国科研团队提出解决方案是改良燃料成分。火箭或导弹发动机燃料分为固体和液体，不过固体燃料的应用比液体更加广泛，因为它便于储存和运输。

高超音速导弹渲染图

常见的固体燃料成分包括高氯酸铵、硼氢化钠、氯酸钾等化合材料，这些化合材料对材料学和材料提纯工艺的要求较高，相关技术需要长时间积累，我国在这一领域起步较晚。

但研究也发现，铝、氢、硼、镁等元素在燃烧时也会释放巨大能量，这次我国科研团队改良的燃料就是以硼粉为主，硼是一种常见的灰色元素，常用于消毒剂中，粉末状态下与氧气会剧烈燃烧。

我国500吨推力的固体火箭发动机

实验开始时，发动机像普通的喷气式发动机一样工作，随后研究人员将发动机的单个燃气发生器调整为多个，新燃料被注入超音速气流后，迅速燃烧殆尽。

实验结果证明，燃料在亚音速燃烧模式下燃烧的更充分，总燃烧效率达到0.79，燃烧室温度达到3000摄氏度，比传统超燃冲压发动机高出50%，地面发动机达到了以6马赫速度、飞行25公里的工作状态。

这意味着新燃料可以像液体燃料发动机一样实现自主调节，满足飞行器不同飞行阶段的推力需求，可进一步提高燃料的燃烧效率和飞行器的机动性。

波音公司高超音速飞机想象图

不过，我国科研团队也遇到了技术挑战，燃料产生的高温冲击波导致燃气发生器过热损坏，从而影响发动机的再利用能力，新燃料距离走出研究所还有很长一段路要走。

港媒认为，高超音速发动机这一颠覆性技术可能触发人类交通革命，并帮助中国克服传统航空发动机技术的落后。

当前中国也正在研发高超音速客机，可在1到2小时内将乘客运往世界任何地方，外媒声称国产高超音速客机预计在2035年首飞，如果我国科研人员能够克服技术难题，未来高超音速发动机应用在客机或军用飞机也不无可能。