《攀科技真的好难啊》第365章 轻易飞个十几马赫

    和算计着鸡毛蒜皮的人接触多了，或者看鸡毛蒜皮的事看得多了，自己想的和眼里看得到的，也会都是鸡毛蒜皮。
    所谓周遭环境决定眼界高低，大抵就是如此。
    陆羽此时有点这种感觉，脑子里想卖菜想得多了，他怕自己哪天也突然跑去卖菜。
    这种想法让他有点不寒而栗。
    所以他决定给自己换换思路，去见一个人，重新把目光投向头顶那片天空。
    这个人叫杜冠东，只是某个航空研究所下属某个军工制造单位的一个普通职工，连普通研究员都不是。
    陆羽知道杜冠东这个人，还要从几篇发动机论文说起。
    从几年前开始，陆羽就一直保持着看前沿科技领域研究论文的习惯，自从打算成立航天公司以后，又专门搜集了很多航天方面的论文。
    发动机作为航天工程的核心，陆羽自然是更加关注。
    不仅搜集了近期的研究论文，连一二十年前的研究论文也没放过。
    而杜冠东的几篇关于发动机的研究论文，就在这个期间走进了陆羽的视野。
    ……
    陆羽仔细看过杜冠东的几篇关于发动机论文，当即就萌生了把这个人挖到自己公司念头。
    原因无他，杜冠东的研究思想和研究目光，远超常人。
    陆羽看到的这几篇论文，都是杜冠东在二十年多前撰写的，都是在他本科和研究生阶段的产物。
    而研究的是什么呢？
    本科阶段是脉冲爆震发动机，研究生阶段是等离子发动机。
    对航空航天稍微了解一点的人都应该听说过这两种发动机，即便是放在二十多年后的今天，依然是发动机研究的前沿领域。
    二十多年以前的主流发动机是什么？
    冲压发动机，更多一点是自适应变循环发动机，再多一点无非就是爆燃冲压发动机，而且还停留在实验室研究阶段。
    冲压发动机的原理，说简单一点，就是从前面利用很大的速度，往发动机里兜空气，而兜进去的空气跟燃料混合点燃，产生大量的燃气，燃气往后跑从而产生推力。
    一般来说，冲压发动机只有在飞行器飞行的速度达到非常高的时候，比如说达到两倍或者三倍声速以上的时候，才会启动。
    原因很容易理解，只有飞行器的速度够快，兜进来的空气才能足够多。
    而这些被兜进来的空气，会在发动机里进行减速，从超声速减到亚声速，然后再在燃烧室里喷油点燃，也就是亚声速燃烧。
    显而易见，当飞行器达到更快的速度，亚声速燃烧就没办法提供足够多的往后喷的气体了。
    这个时候，就需要想办法，让燃气在燃烧室里面一边燃烧，一边进行超声速流动，这就是超燃冲压发动机。
    ……
    超燃冲压发动机，在近些年，被视为未来的下一代动力来研究发展，因为它不仅可以驱动飞行器达到高超声速飞行，而且能非常省油的进行飞行。
    但是呢，这个超燃发动机又非常难以实现。
    就拿白头鹰公开的实验数据来说，2004年的时候，X-43A在七倍声速的情况下，让发动机达到了一会儿超燃状态。
    这个超燃状态仅仅只持续了短短的11秒。
    而2013年的时候，X-51A从4.8马赫加速到5.1马赫，飞行了6分钟。
    但是在这6分钟里，发动机到底是处于超燃状态还是处于一般的亚燃状态，至今仍然没有准确的定论。
    国内的超燃冲压发动机技术，现在是走在世界前列的，但根据披露的相关资料，也并没有做到稳定的长时间的超燃状态飞行。
    总而言之，超燃冲压发动机因为要进行超声速燃烧，所以这个状态是极不容易控制的。
    那么问题来了，要怎么才能够让燃气在一个非常快的流动速度当中、还能够持续燃烧呢？
    研究人员和科学家们就想到了爆轰冲压发动机。
    ……
    有个很常见的生活常识，很容易帮助理解爆轰冲压发动机。
    面粉厂里都是严禁烟火的，因为面粉飘扬起来以后跟空气混合，一旦遇到明火，就会产生爆炸。
    因此，这种爆炸可以看成是一种剧烈的燃烧。
    只是这些飘起来的面粉，跟空气的接触面积很大，混合得又很均匀，因此燃烧的速度要比点燃一堆面粉快得多。
    更关键的是，一旦飘扬起来的某个点被点燃的话，就会产生很多很多的燃气，燃气膨胀就会产生冲击波。
    而这样的燃气冲击波，又会引发周围的混合气体被点燃，从而让冲击波继续延续下去。
    这种现象，被称为爆轰现象。
    这种在可燃气体中不断一边燃烧一边传播的冲击波，叫做爆轰波。
    爆轰是效率最高的一种燃烧形式，爆轰波可以在可燃气体当中轻易的达到好几倍声速的传播速度。
    如果我们能够让这个爆轰波停在燃烧室里面，那就可以一直保持超声速燃烧了。
    但是爆轰波不是一直往前跑吗，怎么让它一直待在燃烧室里呢？
    我们平时怎么既跑了步又保持在原地的？
    答案是跑步机。
    我们跑多快，跑步机上的传送带就转多快。
    同理，我们可以让爆轰波往前一边传播可燃气体，一边往后流动，爆轰波走多快，可燃气体就流多快。
    这样爆轰波就能一直停在原地，持续稳定的爆轰。
    这种发动机就是爆轰冲压发动机。
    空气从前边冲进来，跟燃料混合，燃料一般用氢气，混合之后在燃烧室点燃，因此就会向前传播爆轰波。
    爆轰波在可燃气体中的传播速度，刚好跟前面来的气体速度一样，这样就能够做到稳定燃烧了。
    理论上讲，这种发动机如果成熟了之后，飞行器可以轻易飞个十几马赫，可以拿它在大气层以后给空天飞机加速等等。
    ……
    但是，爆轰发动机随便想想也知道不是那么好实现的。
    要想让爆轰波刚好等于来流速度的话，需要对气流以及燃烧的精准控制等等等等。
    目前这方面的研究，还都停留在实验室阶段，离实用还有很遥远的距离。
    国内的爆轰冲压发动机的研究，还是挺超前的，至少不落后。
    说回杜冠东，这个人本科撰写的那几篇论文，是关于脉冲爆震发动机。
    不严谨的讲，前面说到的爆轰冲压发动机，就是由脉冲爆震发动机延伸发展而来的，爆轰可以看成是脉冲发动机的做功环节。
    脉冲爆震发动机是利用间歇式或者脉冲式爆震波，产生的高温高压燃气，从而产生推力。
    这种发动机对材料、设计和工艺的要求，比爆轰冲压发动机高得多，否则承受不住其形成的高温高压。
    基本循环过程是将燃料等混合物推入爆震室，爆震室封闭起爆，形成爆震波，定向拍出爆震波。
    不难看出其中的技术难点，其中主要集中在如何才能源源不断的飞行器提供周期性爆震波动力。
    爆震过程的环境也不容乐观，燃烧和震动过程兜十分剧烈，关键部件如何控制阀门、点火系统等等都会在极度震动中降低使用寿命。
    此外还会产生巨大的噪音。
    这些问题不解决，脉冲爆震发动机就很难用于需要稳定运行的飞行器或者载人飞行领域。
    当然了，这种发动机优势也非常明显，与其他类型的发动机相比，燃料消耗率低，比冲大，起码在短期内，在无人飞行器和导弹方面有很高的应用价值。
    ……
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