第11版:科技前沿 PDF版下载

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■本期观察:刘 辉 陈希望 王皓凡

追逐空天,航空航天器需要有强劲的动力。为此,在航空航天领域,发动机技术永远是热点话题。下面就为大家介绍3种时下较为热门的新概念发动机。 高超音速的“潜在动力”——

超燃冲压发动机

超燃冲压发动机是发动机技术领域的“潜力股”。区别于传统冲压发动机,它不存在进气后减速增压的过程,也不需要携带氧化剂,消耗相同质量推进剂即可产生数倍于火箭的推力。其结构简单、重量轻、推力大且速度快,现已成为军用航空器领域的“重点关注对象”。

一般认为,使用该技术的高超音速巡航导弹,靠现有技术无法拦截,因而即便投入不菲、失败率高,各国依然将其作为研发重点,相关试验从未停歇。人们十分期待这一发动机技术尽早成熟。

用途广泛的“梦幻动力”——

脉冲爆震发动机

直接用爆震产生动力?原理就是这么“简单粗暴”。脉冲爆震发动机通过在燃烧室爆震燃烧产生的波,压缩空气产生动力,无需再依靠压气机和涡轮部件。因其结构简单、成本低廉、热循环效率高,可为无人机、导弹、空天飞机等提供强劲动力,有“梦幻动力”之称。

但要让梦幻变成现实绝非易事。虽然用途广泛、前景诱人,研发进度却十分缓慢。目前,不仅在诸如爆震控制等技术上难以取得实质性突破,噪声等问题也没有好的解决方案。

在研制脉冲爆震发动机上,俄罗斯走到了各国前列。早在2016年,俄罗斯便宣布完成了采用生态环保液体燃料的新一代脉冲爆震航天发动机测试。但要实现全面的技术突破,还需要更多的投入与研究。

探索太空的“未来动力”——

等离子发动机

想要走出太阳系,实现“星际穿越”,单凭化学火箭动力肯定是不行的。大量的推进剂仅能送走极小的有效载荷,却难以提供全程动力。相比之下,比冲量优异且不受化学能容量限制的等离子发动机进入了人们的视线。

等离子发动机是电推进系统的一种,通过电场加速喷出离子产生推力,使航天器做反向运动。听起来很科幻,但这种新概念航空发动机从理论提出到应用,已有一段历史,技术也相对成熟。

本世纪初,日本传奇探测器“隼鸟号”,就借助等离子发动机去了“丝川”小行星。“隼鸟号”历尽艰难,最终成为首个从小行星带回物质的探测器。

不过,目前已投入应用的等离子发动机体积都很小,推力也很有限,与科幻片里那些星舰身上喷着蓝焰的庞大家伙相比,或许是千里之行才迈出了第一步。

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