文(wen)章來源:中國航天科技集(ji)團公(gong)司 發(fa)布時間:2017-08-03
我國“組合動力飛(fei)行器”項目已經開始(shi)研(yan)(yan)制(zhi),意(yi)味著普通人進(jin)入太空(kong)的成(cheng)本和門檻有望(wang)大大降低。中國航天(tian)科技集團公司一(yi)院研(yan)(yan)發(fa)中心副(fu)總研(yan)(yan)究師(shi)張永介紹,未來該飛(fei)行器能夠讓(rang)普通旅(lv)客像坐飛(fei)機一(yi)樣(yang)進(jin)入太空(kong)。
張永介紹,組合(he)動(dong)力(li)是(shi)一種新型(xing)動(dong)力(li),其基本原理是(shi)集成(cheng)火箭(jian)發動(dong)機(ji)、沖壓發動(dong)機(ji)、航空發動(dong)機(ji)等不同動(dong)力(li)模式,取長補短。
據了解,組(zu)合動(dong)力(li)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)器在起(qi)飛(fei)(fei)(fei)時,使用(yong)在低速飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)條件下性(xing)能很高(gao)的航空渦輪發動(dong)機(ji)或(huo)吸氣式火(huo)(huo)箭(jian)發動(dong)機(ji);達到一定速度后,使用(yong)適(shi)應在大氣層內(nei)高(gao)速飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)的沖壓(ya)發動(dong)機(ji)。這兩種發動(dong)機(ji)只能在大氣層內(nei)使用(yong),而飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)器到達臨近(jin)空間(jian),便需使用(yong)火(huo)(huo)箭(jian)發動(dong)機(ji)進入(ru)太空。一院科研人員(yuan)介紹,未來的組(zu)合動(dong)力(li)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)器可(ke)以實現可(ke)重復的天地(di)往返航天運(yun)輸。
航天(tian)科(ke)技(ji)集團(tuan)六院院長(chang)(chang)譚永華曾(ceng)向科(ke)技(ji)日(ri)報(bao)記(ji)者表示,融合(he)(he)航空(kong)、航天(tian)動(dong)力(li)技(ji)術(shu)的(de)(de)飛行(xing)器(qi),將是航天(tian)運輸實(shi)現完全可重復使用的(de)(de)長(chang)(chang)遠發(fa)展目(mu)標。目(mu)前研(yan)究人(ren)員(yuan)已(yi)提出火箭基(ji)組(zu)(zu)合(he)(he)動(dong)力(li)(RBCC)、渦輪基(ji)組(zu)(zu)合(he)(he)動(dong)力(li)(TBCC)等概念。隨著空(kong)天(tian)融合(he)(he)趨勢日(ri)益加(jia)劇(ju)、臨近空(kong)間(jian)開發(fa)趨勢日(ri)益明顯,組(zu)(zu)合(he)(he)動(dong)力(li)技(ji)術(shu)已(yi)成為動(dong)力(li)研(yan)究的(de)(de)前沿和熱(re)點。
譚永華在(zai)介紹國(guo)際相關(guan)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)現狀(zhuang)時表示,火箭(jian)技(ji)術(shu)方面,把傳統一次性火箭(jian)變為可(ke)多(duo)次使用火箭(jian)所涉及的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)大多(duo)已經突破。
同(tong)時(shi)譚永(yong)華(hua)透露,我國(guo)(guo)在可重(zhong)復(fu)使用(yong)(yong)火箭方面已有(you)大量技術儲備,初(chu)步(bu)具(ju)備開展工程(cheng)研究(jiu)的條件。我國(guo)(guo)新一(yi)代運載火箭所用(yong)(yong)的新型液體火箭發動機(ji)已具(ju)備一(yi)定重(zhong)復(fu)使用(yong)(yong)能力(li)。
在沖(chong)壓發動(dong)機(ji)方面,據知情(qing)人士透露,我國新型沖(chong)壓發動(dong)機(ji)研(yan)制取得(de)成功(gong),已(yi)進入實際應用(yong)階段。
沖壓發(fa)動(dong)機(ji)是在大氣層內(nei)實(shi)現高超音速飛(fei)行(xing)的理(li)想動(dong)力。其工作原理(li)是航(hang)空器飛(fei)行(xing)時,迎面氣流在通過(guo)進(jin)氣道(dao)過(guo)程(cheng)中將動(dong)能轉變為壓力能,經(jing)壓縮后(hou)的空氣進(jin)入燃(ran)(ran)燒室(shi)與燃(ran)(ran)料混合進(jin)行(xing)等壓燃(ran)(ran)燒,生(sheng)成的高溫燃(ran)(ran)氣在噴管(guan)中膨脹加速后(hou)排出產(chan)生(sheng)推力。
張永(yong)說(shuo),與(yu)火箭(jian)要攜帶大量氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)不同,沖壓發(fa)動機可以使用(yong)空氣中的氧(yang)(yang)作為氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji),與(yu)自身攜帶的燃(ran)燒劑(ji)產生(sheng)化(hua)學反應并產生(sheng)推力,從而實現輕裝上陣。
記者(zhe)了(le)解到,我國對沖壓發動(dong)機(ji)的研究已開展多年(nian)。早期產品速(su)度大約在3倍(bei)音速(su)以下(xia),而已經(jing)研制成功(gong)的新型沖壓發動(dong)機(ji)速(su)度可達(da)4.5倍(bei)音速(su)。未來的產品,速(su)度有望達(da)到7倍(bei)甚至10倍(bei)音速(su)以上。
與目前擔當航(hang)(hang)天(tian)運輸主力的(de)(de)火(huo)箭相(xiang)比,未來的(de)(de)組(zu)合動(dong)力飛行器(qi)(qi)有多項(xiang)特(te)點。除了可重復(fu)使(shi)用,它無需再(zai)苛求發(fa)射(she)場條(tiao)件,而(er)能像飛機(ji)一(yi)樣利用普通機(ji)場實(shi)現水平起降(jiang),既能降(jiang)低(di)航(hang)(hang)天(tian)活(huo)動(dong)成本(ben),也(ye)為實(shi)現航(hang)(hang)班(ban)化奠定了基(ji)礎;傳統火(huo)箭“開弓(gong)沒(mei)有回頭箭”,而(er)緩沖加(jia)速的(de)(de)組(zu)合動(dong)力飛行器(qi)(qi)遇到(dao)問題還能返(fan)回,將進(jin)一(yi)步保障載(zai)(zai)人(ren)(ren)航(hang)(hang)天(tian)活(huo)動(dong)的(de)(de)安全。此外(wai),火(huo)箭飛行時加(jia)速太快,會使(shi)航(hang)(hang)天(tian)員(yuan)承受(shou)超(chao)過體重數倍的(de)(de)負荷,組(zu)合動(dong)力飛行器(qi)(qi)通過多種發(fa)動(dong)機(ji)配合工作,可以把過載(zai)(zai)降(jiang)低(di)到(dao)普通人(ren)(ren)也(ye)能承受(shou)的(de)(de)范圍,讓乘客感(gan)覺(jue)像坐飛機(ji)一(yi)樣舒適。
張永表示,我國計(ji)劃用3至5年(nian)時間掌握組(zu)合動力飛(fei)行(xing)器相關關鍵技術,預計(ji)在2030年(nian)左右實現亞(ya)軌道(dao)應用和入軌應用。