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  • 1 # 永珍經驗

    能不能製造一種像飛機一樣起飛的太空飛船呢?答案是可以的。這種就是空天飛機,它可以像飛機一樣起飛,然後加速進入地球軌道,最後再自行返回地球並像飛機一樣著陸。但是目前它還只是存在於理論之中,現實中我們就只能實現最後的過程,讓飛船像飛機一樣著陸。在進入軌道的階段,它要藉助火箭的幫助。

    要讓這種空天飛機得到實現,我們需要的是高超音速飛行器技術,因為要想進入環繞地球的軌道,它就必須要達到第一宇宙速度。這其中最重要、最關鍵的就是高超音速呼吸式推進系統。

    我們知道,飛機依靠航空發動機提高推力。一般來說,在3馬赫以下的情況下,渦扇發動機工作得非常好。該發動機透過進氣道將大氣吸入壓氣機中,然後壓氣機對這些大氣進行增壓,以提高燃燒的效率。經過增壓的空氣流入燃燒室和燃料混合進行燃燒,燃燒後的燃氣衝擊渦輪葉片把熱能轉化為機械能,之後再經過尾噴管排出。

    但是,這種設計在高超聲速時就很難工作,因為它的內部是一些轉動的部件,在高速時會達到極限。1935年,有一位工程師提出了衝壓發動機的概念。隨後,為了解決高超音速的困難,超音速燃燒衝壓發動機(簡稱超壓衝壓發動機)的概念也被提出來了。

    這種發動機沒有任何轉動部件,它依靠的是超音速氣流產生的激波來對氣體進行增壓,因此它非常適合5馬赫以上的高超音速飛行。但是,也是因為這個特點,它無法在5馬赫以下工作。除此之外,由於氣流速度非常快,它的燃燒也非常不穩定,想一下蠟燭被風吹滅就可以了。還有,它的熱效率也會隨著馬赫數的增加而降低,也就是說速度越快它的推力就會越小。

    為了解決這兩個問題,中國研製了站立式斜爆轟衝壓發動機,它把擴散燃燒改為了斜爆轟,並在馬赫數為9的風洞中成功通過了實驗。理論上,它可以達到20馬赫的速度。如果它最終能實現,那麼我們離空天飛機又更進了一步。

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