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航天科技四院可变流量固体冲压发动机试飞器试验获连续成功 或为新型空空导弹提供动力

时间:2017年06月05日 信息来源:科技日报 点击: 【字体:

科技日报5月31日报道,记者31日从中国航天科技集团公司获悉,由该集团公司四院抓总的国家重点预研项目——可变流量固体冲压发动机试飞器,近日连续实施两发飞行演示试验,均获圆满成功。

至此,该项目各项研制、地面试车和飞行试验任务全部完成,标志着四院在国内率先完成了宽空域飞行条件下的可变流量固冲发动机性能考核,也表明该型发动机已经具备型号工程应用条件,为新一代型号项目的研制奠定了技术支撑,使我国在该领域达到国际先进水平。

固体火箭冲压发动机是冲压发动机中的一种,燃烧室中的贫氧燃气由固体燃料的燃烧提供。其具有成本低、能量高、可控性强、结构紧凑简单等优点,受到各国重视。但由于其研制技术难度大且复杂,国际上鲜有问津。

为满足国家未来发展需求,四院早在2000年就开始航天固体动力新兴领域的探索,专门成立了研发队伍、配备了大量资源,高效推进关键技术攻关并获得立项。近年来,四院已开展三个状态八发次固冲发动机飞行试验。本阶段飞行试验在严酷飞行条件下,充分考核了固冲发动机总体方案及性能,多项核心技术获得综合验证,发动机表现出良好的推力调节和比冲性能。

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固体冲压发动机的多种结构示意图

从冲压发动机的工作原理考虑,仅仅进行燃气流量调节并不能将发动机整体的热力循环调节到最佳状态,因为在降低燃气流量的同时,进气道和喷管的是固定的,总有一个部件存在较大的能量损失,从而导致影响发动机综合性能。

因此四院在该型发动机上同时应用了可调喷管技术和可调进气道技术,从而来满足使用该发动机空空导弹在较宽的工作包线内都具有优秀的飞行性能。此外,航天科技四院还利用遗传算法进行了发动机设计参数优化,从而进一步优化飞行性能,在模拟计算中,空空导弹的平均飞行速度得以提高。

欧洲流星空空导弹也采用了固冲一体冲压发动机

从实际应用角度考虑,固体冲压发动机配合可变流量可以为需要进行高速飞行的导弹在不增加燃料质量的情况下提供更远的射程。中国目前已经曝光实体的两款远程空空导弹,即中航的霹雳15和上海航天某院的远程空空导弹均使用可变推力固体发动机,通过在不同飞行阶段的推力调节来节省燃料获得更大的射程,而没有采用冲压技术。

固体冲压发动机由于使用了贫氧推进剂以及从空气中汲取氧气助燃,因此比普通固体发动机天生具有高比冲优势,据悉,国内含硼固冲发动机的比冲性能为8000N·s/kg以上,达到国际先进水平。

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“流星”空空导弹发动机不同状态下的燃料示意图

航天四院的这款可变流量固体冲压发动机,是为新一代型号项目研制奠定技术支撑,那么由此看来,我国新一代中远程空空导弹将至少有4个型号,即中航集团的霹雳-15,上海航天某院的远程空空导弹,航天科工二院的“霹雳神箭”和航天科技四院这款发动机所支持的新一代型号。当然可变流量固体冲压发动机的应用前景并不止于空空导弹,包括超音速反舰导弹在内的各种远程高速导弹都可以应用这一科研成果。

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此前网络上出现的J-16所携带的远程空空导弹采用的是可变推力固体发动机,而不是固冲一体式发动机


(作者:佚名)
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