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近日,马伟明院士团队的新一代舰船综合电力系统揭开了神秘面纱,直言不讳中国已经在这一领域超越了美国,让国人为之振奋。如今,又有一个重大好消息公开:中国新一代可变流量固体冲压发动机试飞器,连续实施两发飞行试验,均获得圆满成功!
可变流量固体冲压发动机技术,是国家重点预研项目之一,由航天科技集团四院牵头研制。如今这个技术项目地面试车和飞行试验任务全部完成,标志我国已经完全掌握该型发动机技术,为下一代高超音速导弹型号打下了坚实基础。
固体冲压发动机以高热值、高密度的固体贫氧推进剂为燃料,比冲是传统固体火箭发动机的4倍以上,燃料密度高。与传统的液体冲压发动机相比,固体冲压发动机可大幅减小导弹发动机体积和重量,结构简单、维护方便,工作可靠性很高。然而,其关键技术较多,难度也非常大。
尤其是空空导弹机动性高、气流环境复杂多变,其必须采用紧凑型可变流量固体冲压发动机,这比一般反舰导弹上的常规固体冲压发动机更加复杂、紧凑,研制投入成本非常高昂。这也是为什么固体冲压发动机技术目前已经在尺寸和重量较大的大型反舰导弹上采用,而很少在空空导弹上实用的原因。
可成倍提高歼-20空战能力
众所周知,空战中导弹射程越远、速度越快,那么敌机就更加来不及反应和躲避,己方就越占优势。当前主流的空空导弹基本都采用固体火箭发动机,比如美国AIM-120、中国“霹雳-12”等型号,通过改进固体燃料性能、改善推力曲线,迎头最大射程一般都可以达到70多千米。
如果下一代空空导弹采用这种可变流量固体冲压发动机,设计重量和尺寸与现役导弹相当的情况下,迎头最大射程可以大幅提高到150千米以上,最大飞行速度可以提高到5倍音速。如果稍微扩大一些尺寸和重量指标,导弹射程更是能突破300千米。换句话说,这种导弹发动机技术能够成倍提高战斗机的空战效能,取得巨大的战术优势。
美欧和日本等国都花费大力气在固体冲压发动机领域进行研究,试图在空空导弹上实用。1986年美国率先研制装备了使用固体冲压发动机的超音速掠海飞行靶弹,2006年开始研制空射多用途导弹,但由于“成本无法承受”,最终于2012年取消。
大名鼎鼎的欧洲“流星”空空导弹是世界上第一种、也是目前唯一一种服役的固体冲压发动机空空导弹,其发展历程十分坎坷,德国在2000年就开始了其发动机相关技术的攻关,2006年进行首次飞行试验,一直到2016年4月才进行第一次制导发射,锁定并攻击了一个空中目标。
固体冲压发动机技术领域,我国虽然起步较晚,但是起点非常高。2000年,歼-20战斗机、涡扇-15航空发动机等数十个国家重点专项得到批准,高效推进关键技术也在其中,其中就包含了用于新一代空空导弹的可变流量固体冲压发动机技术。航天科技四院专门成立了研制队伍,不断投入大量资源予以攻关。
十多年磨一剑,如今航天科技四院已经进行了三个状态、八次飞行试验,在各种严酷的飞行条件下,充分考核了可变流量固体发动机的总体方案和性能指标,发动机表现出良好的推力调节和比冲性能,完全可以在下一代远程空空导弹型号上实用。我们可以期待,在不远的将来,歼-20等中国先进战斗机将装备上这支“长矛”,更好地捍卫祖国领空,让任何空中来犯之敌有来无回。(作者署名:超视距)
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