中國研發新型膏體衝壓發動機 或已裝備霹靂12導彈

衝壓吸氣式發動機在我國的航空航天超音速和高超音速飛行器領域已得到了廣泛應用。按照推進劑狀態的不同,衝壓發動機可分為下列兩種:固體燃料衝壓發動機和液體燃料衝壓發動機。這兩種發動機各有其優缺點。採用固體衝壓發動機的優點是固體燃料密度高,使用維護簡便,可長期儲存待用;其缺點是比衝低,燃料的燃燒和燃氣流量很難進行調節,射程也相對較近。我國鷹擊91反輻射導彈就使用了整體式固體衝壓發動機,最大射程為110千米。液體燃料衝壓發動機則正好相反,比衝高,燃料流量調節簡便,射程明顯優於固體衝壓發動機;其缺點是液體燃料貯存時間有限,安全性較差,易洩漏等。如航空煤油液體燃料其儲存有效期一般只有6個月到1年。

中國研發新型膏體衝壓發動機 或已裝備霹靂12導彈

鷹擊91反輻射導彈

我國的鷹擊12超音速反艦導彈採用了整體式液體衝壓發動機,使用航空煤油做為推進劑時其最大射程達300千米以上。能否將兩者優點融合為一體,同時又避免其缺點呢?,科學家們進行了不懈的研究。他們受果凍、明膠、油膏等半固體啟發,研發出了凝膠/膏體燃料衝壓發動機。但這種膠體或膏狀燃料還是有一定的不足:很難像燃油一樣進行隨意流動,必須加壓才能使用。也很難進行霧化,如何用噴嘴將其噴入到燃燒室內進行充分燃燒也是一個難題。其儲存壽命較短,在大氣高溫環境下極易揮發。在據非官方消息稱,我國霹靂-12(閃電-10)中距雷達制導空空導彈的最新改型就使用了膏體衝壓發動機。但到目前為止,國內外還沒有膏體衝壓發動機正式服役的公開報道。

中國研發新型膏體衝壓發動機 或已裝備霹靂12導彈

鷹擊12超音速反艦導彈

根據國內外公開資料推測,我國在研發膏體衝壓發動機的同時,又正在研發一種新概念衝壓發動機:固液相變衝壓發動機。該型發動機採用了一種具有相變特性的新型燃料,該燃料具有以下優點:在貯存時為固態,可長時間保存在衝壓發動機裡,不存在燃料洩漏和爆炸風險,無揮發、無腐蝕,安全性極好;在工作時燃料則變為液態,能方便的精確調節燃料流量,比衝更高,射程更遠。與航空煤油相比,其密度更高,單位體積內推進能量更大。這種相變燃料最典型的代表就是人們常見的固體石蠟,是生日蠟燭的主要成分。在點燃蠟燭以後,人們可發現在靠近燭芯的固體石蠟會因加熱而變成液體,並且溫度越高,流動性越高,粘度越小,這就是所謂的相變現象。大自然中的相變現象極其普通,如水變成冰,鋼筋鐵骨高溫加熱變成了鋼水鐵水等。

中國研發新型膏體衝壓發動機 或已裝備霹靂12導彈

據公開資料披露,固態石蠟本身就是一種十分理想的高能燃料,相變完成後的液體石蠟燃料特性與高密度液體燃料JP10(密度是航空煤油的1.25倍)相當。並能夠很好的進行流動和霧化,從而達到較高的燃燒效率,經過特殊工藝處理的石蠟烯烴燃料能量密度更高。 如何快速的進行相關相變轉化是這種新概念衝壓發動機的最關鍵問題,我國科學家採用大功率微波快速加熱方案,較好的解決了這一難題。目前已研製出可在地面使用的微波快速加熱設施和輕型高效保溫隔熱裝置,適合機載固液相變衝壓發動機使用的的小型微波加熱裝置也正在積極研究中。經過地面試驗證明:固液相變衝壓發動機其原理可行,所採用的相變燃料性能良好、安全性高、耐低溫、成本低且容易獲得 ,具有廣泛的應用前景。

中國研發新型膏體衝壓發動機 或已裝備霹靂12導彈


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