超音速推进号(【行业动态】美国研究高超音速17马赫的斜波爆震发动机,成功运行3秒)

超音速推进号
导读:据intelligentliving网站5月17日报道,美国中央佛罗里达大学的工程师们一直在开发一种斜波爆震发动机,该发动机利用了持续的,被约束的爆炸原始动力。现在,他们已经成功地启动了该发动机,并首次在发动机内捕获并稳定了固定的持续爆震,将其强大的爆震转化为推力。

该技术可以为高超音速飞行铺平道路,使飞行器的飞行速度可提高到6~17马赫(6-17倍音速或每小时超过4,600至13,000英里)。它会超越超燃冲压发动机(目前的记录保持者)成为最快的高超音速推进方法,并在太空和空中旅行中得到可靠的应用。装有这种发动机的喷气式飞机可以在不到30分钟的时间内从洛杉矶飞到纽约。
 
该项目的研究员之一卡里姆·艾哈迈德(Kareem Ahmed)是美国中央佛罗里达大学机械与航空航天工程系的副教授,他表示:“国际上正在加大力度开发用于高超音速和超音速飞行的强大的推进系统,该系统将允许以极高的速度飞行通过我们的大气层,并且还允许有效地进出行星大气层。稳定爆炸的发现——强烈反应和能量释放的最有力形式——有可能改变高超音速推进系统。”
 
该技术甚至提高了推进系统的效率。与传统的推进发动机相比,它产生的功率更大,消耗的燃料更少,可以减轻燃料负担,减少排放并降低成本。因此,它不仅可以实现更快的空中旅行,而且如果用于太空飞行任务的火箭中,它将使它们更轻,并且能够飞行得更远。它还将使太空飞机无需将自己绑在火箭助推器上就可以直接飞入轨道。

HyperReact原型的示意图(来源:美国中央佛罗里达大学)
 
美国中央佛罗里达大学研究小组将其3.3英尺长的实验原型机命名为高焓高超音速反应发生器(简称HyperReact)。在演示中,他们持续引爆了大约3秒钟(直到燃料用完为止)。通常,一次爆震仅持续数微秒或几毫秒。这足以证明HyperReact发动机是可以工作的,并且他们可以继续进行下一阶段的研究。
 
艾哈迈德解释道:“这是首次通过实验稳定起爆。我们终于能够以倾斜爆炸的形式将爆炸保持在太空中,这几乎就像冻结物理空间中的剧烈爆炸一样。

叠加的阴影图化学发光图像显示了未反应的5马赫气流在测试室内的情况,然后添加燃料以产生倾斜的爆炸波。测试过程中三个阶段的爆炸结构(上)。测试室中的静压会上升,并在燃油流持续期间保持不变(底部)。(来源:中央佛罗里达大学)
 
如果研究人员成功地改进了这项技术,那么它将在未来几十年内被应用到空中和太空旅行中。
 
不过值得指出的是,这项研究部分是由美国空军科学研究所资助,这意味着这些超音速发动机的研究显然与军事利益有关。

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