脉冲爆震发动机有多强能让飞机10倍音速飞行航程增加一倍
脉冲爆震发动机有多强能让飞机10倍音速飞行航程增加一倍
随着德国Me-2战斗机的上天,人类飞机正式进入喷气式时代。从最早的涡喷发动机、到涡扇发动机、再到冲压发动机、超燃发动机。经过几十年的发展,喷气式发动机技术已经非常成熟,也到了瓶颈期。如果人类想更进一步,就需要另辟蹊径,研发新式航空发动机。也正是在这样的时代背景下,脉冲爆震发动机出现了。
和喷气式发动机不同,脉冲爆震发动机的原理并不复杂。它的核心就是爆震现象,而爆震现象在汽车发动机中也比较常见。只不过在汽车领域,爆震会损坏汽车发动机。而在航空航天领域,爆震却是求之不得。
和正常燃烧不同,爆震产生的脉冲波每秒能达到几千公里时速。而且因为能量释放更加突然、快速,所以脉冲爆震发动机的推重比也比普通涡扇发动机高出1.5倍!载荷高出至少20%。
和涡扇发动机需要进气涡扇、加力燃烧室、燃油喷射系统不同,脉冲爆震发动机只需要类似气缸的结构即可。最典型的脉冲爆震发动机,外观很像转,每根管的长度为2米,但直径却只有几十公分,这么做就是为了产生爆震现象。然后脉冲波从后端喷出,反作用力推动飞机前进。
也是因为结构简单,所以使用同等体积燃料下,搭载脉冲爆震发动机飞机,航程比不搭载的多一倍!这就为实现不加油洲际飞行提供了可能。
按照科学家的设想,未来搭载脉冲爆震发动机的飞机,起飞不久就能加速到10马赫。环球飞行也无需空中加油。甚至有专家声称,未来空天飞机搭载脉冲爆震发动机,就可以从地面起飞直飞外太空。当然这种说法还需要考证。
说到这里,一定会有人问,既然脉冲爆震发动机性能这么强悍。为什么至今没有量产实用呢?其实这里面主要有三个原因。
手淘会员卡就是噪音问题,脉冲爆震发动机使用噪音太大。一旦开启,就仿佛有人在你耳朵边放鞭炮。装在上还行毕竟是无人设备,但如果装在民航客机上,恐怕乘客都得失聪一会才行。
第二爆震无法控制,了解爆震现象的人都清楚,爆震本身就不可控。所以一旦脉冲爆震发动机工作,它大概率会一直“爆下去”,直到燃料消耗殆尽。对于飞机来说,如果真是如此,那飞机就会越飞越快,最后就像脱缰的野马一般不受控制。这样飞行员会身处危险之中。
第三,航空燃料的混合和喷射,相比汽车燃料的单一,航空燃料有复杂的成分和配比。如果想正常使用爆燃技术,就必须装配一个喷油嘴。将航空燃油打成油雾状,这就需要极其高超的制造工艺才能完成。
实际上,除了上述三点外,脉冲爆震发动机还有许多技术难关等待攻克。不过一旦这些难关都被攻克,那脉冲爆震发动机登堂入室也就不远了。
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