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中国科学报:高超声速推进:近空间巡天核心 [复制链接]

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发表于 2019-10-6 12:12:53 |显示全部楼层
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高超声速推进:近空间巡天核心

2017-01-23 12:12

来源:中国科学报



2015年12月12日,临近空间科学与技术飞行试验平台在酒泉卫星发射中心成功进行了首发飞行试验。该平台飞行试验的成功,使其成为继美国和澳大利亚联合研制的HiFIRE后第二个低成本临近空间高超声速通用试飞平台。这为我国近空间基础科学问题研究提供飞行试验研究平台,大幅降低研制成本和风险、缩短研制周期。该平台项目受到国家自然科学基金委“近空间飞行器关键基础科学问题”重大研究计划的资助。

首先,项目组发展了高超声速进气道设计新方法,提出了曲面压缩概念,实现了由出气动口参数或压缩面气动参数要求的型面反设计,证明了曲面压缩的良好气动性能,提供了一种全新的设计方法;发展了密切曲面内锥乘波前体进气道一体化设计方法;实现了发动机异型流道结构的设计方法从无到有的跨越,为发动机进排气系统和燃烧室的耦合高效设计奠定了基础。

其次,探索超声速燃烧机理。项目组建立了我国首个碳氢燃料裂解—燃烧反应详细机理自动生成程序和热、动力学数据库,开发了我国第一套航空燃料燃烧机理自动生成软件,改变了我国燃烧仿真依赖于国外软件和反应机理的现状;建立了航空燃料高温热物性的系列在线测量新方法,为超燃冲压发动机主动冷却关键技术攻关奠定了基础;全面提升了我国在燃烧基础及应用研究方面的创新能力。

第三,探索超燃冲压发动机主动/被动热防护机理。项目组提出了超燃冲压发动机主动冷却的双压裂解新概念,克服了国内外流行的超临界主动冷却方法的缺点,大幅度提高了化学热沉,克服了高温高压裂解燃料结焦的瓶颈问题,2014年双压裂解冷却平板通过750℃长时间实验验证;制备出耐高温和抗烧蚀性能优异的C/SiC-M复合材料,明显提高了复合材料的力学性能以及抗烧蚀性能,显著提高了推力室的使用寿命和可靠性,成功支撑了空军某型导dan、快舟火jian、高空科学探测试验飞行器的飞行试验。

第四,探索了超声速气流中缓燃与爆震的传播、相互转化机理。项目组系统开展了超声速预混气中热射流起爆与传播过程的精细数值模拟与实验研究,阐明了超声速预混气热射流起爆机理与传播规律;揭示了超声速预混气的热射流起爆机理,获得了精细的三维爆震波结构,为发展超声速气流中的爆震理论奠定了基础。

第五,探索了超燃冲压发动机控制建模和控制方法。提出了基于确定学习理论的复杂流动动态模式的快速识别方法,可以对高超声速进气道的流动状态进行快速判断。

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发表于 2019-10-6 12:12:54 |显示全部楼层
“凌云临近空间高超声速通用试飞平台”是继美澳HiFire计划后的第二种低成本高超音速试飞平台,而且是全球第一个成功以超燃冲压发动机为动力系统的高超声速试飞平台,毕竟HiFire计划只有HiFire 4高超声速滑翔器有成功,超燃冲压的HiFIRE 7试射失败,

采用 “助升-滑翔”的高超声速滑翔器仅需考虑高超声速的耐热与复杂的气动控制问题,而 “超燃冲压”飞行还需多突破超声速吸气推进的难关,因此难度更高,俄罗斯与印度在发展完“布拉莫斯”冲压动力导dan后也积极想研发出超燃冲压版本,但至今没有具体成果。美国国防业界人士曾形容中国对高超声速科技的投入已超越了美国,目前的确在 “助升-滑翔”与 “超燃冲压”这两个领域看到了显著的成效。

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发表于 2019-10-6 12:12:55 |显示全部楼层
“凌云”高超声速飞行器有什么用途呢?主要有两个。

第一,进行防空作战,构筑中远程、中高空防空导dan系统,如果可以上舰,就可以成为先进的舰对空导dan,对来袭目标,尤其是高超声速武.器实施有效的拦截;

第二,进行反舰作战,基于“凌云”发展的反舰导dan,将可以实现对敌方舰艇的迅速打击,高超声速提高了导dan的突防能力,对敌方舰艇尤其是航空母舰可以造成致命杀伤。

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发表于 2019-10-6 12:12:56 |显示全部楼层
凌云高超声速飞行器整体为两节,首先使用火jian助推器将飞行器推进到一定的速度,然后使用超燃冲压发动机推进飞行器进入高超声速。

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发表于 2019-10-6 12:12:57 |显示全部楼层
        久有凌云志
  重上井冈山
  千里来寻故地
  旧貌变新颜
  到处莺歌燕舞
  更有潺潺流水
  高路入云端
  过了黄洋界
  险处不须看
  风雷动 旌旗奋 是人寰
  三十八年过去 弹指一挥间
  可上九天揽月
  可下五洋捉鳖
  谈笑凯歌还
  世上无难事
  只要肯登攀

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发表于 2019-10-6 12:12:58 |显示全部楼层
2018年2月,特朗普任命迈克尔·格里芬担任五角大楼负责科研工作的副部长。在本周二(2018年3月6日),在就职10天后,他首次发表公开讲话时,表示“(五角大楼支持的科研项目)必须有个第一(优先),而高超声速就是我的第一。”在讲话中他明确声称,中国的高超声速Wu器将足以威慑美国的航母和前沿部队,但美国没有应对的手段,因此如果与中国发生冲突,只能选择“认怂”或使用核Wu器。他表示:“我担任这个职务,不是为了和对手恢复平衡,我希望让对手举手投降,让他们重新感受到无法超越我们的忧惧。”这番话是美国国防部迄今为止最明确的,与中国展开“高超声速竞赛”的宣言。

五角大楼新任负责科研的副部长迈克尔·格里芬,被特朗普“点将”出任这一职务,显然是要在科研领域掀起一场“不顾一切的前进”的风潮

说起这位2月底走马上任的美国防部副部长,他的故事颇为精彩。这次担任五角大楼“科研掌门人”并非格里芬第一次出任政府要职,事实上,这位出生于1949年的“老将”曾在小布什任内担任美国国家航空航天局(NASA)局长,他在担任这一职务期间,下令恢复了航天飞机的飞行,利用航天飞机最后的几次发射,完成了国际空间站的建设工作;此外他还在2007年表示,要推动美国在20年内载人登陆火星的计划。不过这位醉心于加速航天技术发展的NASA局长显然不符合奥巴马总统的口味,尽管格里芬曾希望能留任NASA局长一职,但最终迫于形势,在2009年奥巴马就职当天辞职离任。他在担任NASA局长期间说过一句名言:“15到20年前,我们就应该登上火星了,但结果却继续在近地轨道上没完没了地绕来绕去。”从客观角度而言,冷战结束后西方国家里有这番见识,又能走到如此高位的科研行政官僚已经很少见了。

不用说,对于特朗普而言,任命这样一位官员担任五角大楼负责科研的副部长表示了他与奥巴马时期政策“一刀两断”的态度。而格里芬也不负所望,就职后首次公开演讲中,就大放“嘴炮”。

美国《防务周刊》杂志报道称,格里芬在演讲中表示:“对于那些偏爱其他技术项目,认为其应该优先的人,我表示遗憾;虽然不是说我不同意他们的意见。但是必须有个第一优先的项目,而高超声速就是我的第一。”

五角大楼的爱……

2014年一声巨响,美国技术上最成熟的“先进高超声速Wu器”(AHW)原地爆炸,将科迪亚克试验场炸的一片狼藉,当时估计修复发射场设施并恢复试验可能需要两年。

报道称,五角大楼正在寻找高超声速Wu器攻防的技术手段,相应的新投资项目可能在2020财年预算中出现,格里芬说。

“我来干这个工作,不是为了和我们的对手恢复平衡。正如我曾经说过的:‘我要他们举手投降,我要让他们重新感受到无法超越我们的忧惧’。”他说:“任何美国人,或者盟友、合作伙伴,如果有不同意见,那我没有时间等你们。”

关于高超声速Wu器的重要战略意义,格里芬如此描述:“当中国可以部署一种战术,或者战区级(战役级)高超声速Wu器,他们将能威胁我们的航母战斗群,将能威胁我们整个水面舰队,他们将能威胁我们所有前沿部署的力量和陆上部队。如果我们没有能力进行防御,或者至少用同等攻击性Wu器进行报复的能力,到那时,我们所做的就是只能放任这种形势的存在,也就是受到他们的威胁同时却无法威胁到他们。那时我们唯一的回应只能是要么让局面按照他们的希望发展,要么使用核Wu器。这对于美国来说是不能接受的形势。”

几天前,美国导dan防御局(MDA)局长塞缪尔·格雷夫斯少将表示,中国和俄罗斯正在“研制、发展、试验和交付(高超声速)Wu器系统”,他表示导dan防御局将把应对高超声速Wu器作为首要优先项目

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发表于 2019-10-6 12:15:26 来自手机 |显示全部楼层
本帖最后由 jiaziri 于 2019-10-6 12:20 编辑
钓鱼岛 发表于 2019-10-6 12:12
久有凌云志
  重上井冈山
  千里来寻故地


不得了,
钓教授引经据典
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发表于 2019-10-6 14:52:23 来自手机 |显示全部楼层
希望下一次阅兵能看到以超燃冲压发动机为动力系统的新一代导dan,而不仅仅是助推-滑翔系列

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发表于 2019-10-6 19:41:56 来自手机 |显示全部楼层
一等奖跑不了

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发表于 2019-10-6 19:55:57 来自手机 |显示全部楼层
钓鱼岛 发表于 2019-10-6 12:12
久有凌云志
  重上井冈山
  千里来寻故地

钓岛兄有才!国际领先的战略性成果,拿特等都不为过!

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发表于 2019-10-6 22:04:06 来自手机 |显示全部楼层
心灵小面 发表于 2019-10-6 19:55
钓岛兄有才!国际领先的战略性成果,拿特等都不为过!

如果冲压发动机能成功运用在第五代或六代战机上,特等奖不是没有可能

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发表于 7 天前 来自手机 |显示全部楼层
奠基式成就

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