自从协和式飞机的最后一架飞机着陆,已经过去了 20 多年,这架超音速喷气式飞机的传奇历史就此落下帷幕,而它原本的目标是彻底改变商业航空旅行。
从那时起,人们等待超音速客机的重新问世。许多公司和组织都在竞相朝这一目标努力,其中美国的 Boom Supersonic 公司在北卡建设装配和实验基地,似乎最接近让超音速客机重返市场的公司。
然而,据《南华早报》报道,一群来自中国的工程师声称他们发明了世界上功率最强大的高超音速飞行爆震发动机。如果这是真的,它可能会极大地改变航空业的运作方式。
这种“革命性”的吸气式发动机由张一宁及其北京动力机械研究所的团队设计,理论上可使飞机在 30 公里(18.6 英里)的高度以 16 马赫(超过 12,250 英里每小时)的速度飞行。
相比之下,协和式飞机的最大巡航速度为 2.04 马赫,而现已退役的洛克希德 SR-71 黑鸟飞机的速度可超过 3 马赫。如果飞机能以 16 马赫的速度巡航,最长的洲际飞行时间将缩短至两小时或更短。从纽约飞往伦敦的跨大西洋航班目前需要大约 7 个小时,将缩短至仅 17 分钟。
遗憾的是,除了同行评议期刊《中国推进技术》12 月发表的蓝图细节外,关于这款革命性爆震发动机的信息并不多。
根据研究论文,该发动机有两种运行模式。在 7 马赫以下,发动机用作连续旋转爆震发动机 (RDE)。在这种模式下,外部空气与燃料混合并被点燃,从而产生在环形或环状腔室中传播的冲击波。在旋转过程中,冲击波会点燃更多燃料,从而为飞机提供强大而持续的推力。
当速度超过 7 马赫时,冲击波停止旋转,并集中在发动机后部的圆形平台上。论文称,这有助于通过近乎直线的斜爆震形式保持推力。由于进入的空气速度很高,燃料到达后部平台时会自动引爆。该发动机主要依靠爆震来推进,与商用喷气式飞机使用的传统喷气式发动机完全不同。Boom 目前正在开发的 Overture 超音速喷气机将由该公司的 Symphony 中型涵道涡扇发动机提供动力。该发动机设计为仅使用可持续航空燃料,将提供足够的推力来维持 Overture 1.7 马赫的巡航速度。
爆震发动机相对于传统涡扇发动机的另一大优势是热力学效率。从理论上讲,爆震发动机可以将近 80% 的化学能转化为动能。而传统涡扇发动机由于依靠缓慢而温和的燃烧,效率仅为 20% 至 30%。不过,张教授及其同事尚未透露该发动机的效率。“这种解决方案具有明显的优势,有望在几乎所有速度范围内提高最佳热力学循环效率,为航空航天推进带来革命性变化。”该革命性发动机背后的团队表示。