陸10馬赫超燃引擎 試驗成功

旺報【記者張國威╱綜合報導】 中國航太十一院自主研發建造的中國首座、國際最大口徑自由活塞驅動高能脈衝型風洞，於2018年12月進行了10馬赫風洞的氫氧燃燒推進試驗，成功實現了氫氧燃料超燃衝壓發動機在高超速條件下的自主燃燒。未來待此技術成熟後，除了可發展空天飛機外，用於飛彈上可實現在1小時內打擊全球目標。 此次試驗通過極為精確的時序控制技術，在百分之一的眨眼時間（5毫秒）內實現了氫燃料與速度近3千米/秒（10000公里/小時）空氣氣流之間的空間交匯，並且達到「你中有我，我中有你」的水乳交融狀態；並利用光壁橫向噴注與凹腔穩焰相結合的技術，實現了氫燃料在超音速情況下的點火與穩定燃燒。難度猶如在高強度龍捲風中實現了一根火柴的點燃及穩定燃燒。 中國研發 國際最大口徑 此項試驗的成功，標誌中國高能脈衝風洞正式邁入實用化階段、成為先進飛行器的孵化器。 該風洞可模擬測試3至30馬赫、高度20至100公里之間的高速氣流環境，如今在10馬赫量級的氫氧燃燒推進試驗能力取得關鍵性突破，將大幅加快中國發展天地往返運輸系統動力技術、超高速超燃衝壓發動機的革新進程。 普通渦扇發動機或者渦輪噴射發動機的工作極限速度就是3馬赫，超過這個速度，葉片增壓就失去效果，只能採用衝壓發動機設計；3至6馬赫之間則需使用超音速衝壓發動機；6馬赫以上則開始須使用超燃衝壓發動機。 液態氫製備困難 待克服 6馬赫以上的速度，將使得滯止溫度太高，從而導致燃料發生嚴重的離解失效問題，而一般航空煤油（碳氫燃料）在燃燒之前需要一個霧化和氣化過程，燃燒效率較慢，不利於高超音速飛行。因為高超速飛行條件下，氣流在燃燒室駐留時間非常短，燃燒速度慢就會導致燃燒效率低。因此碳氫燃料最多可以滿足速度在8馬赫以下的高超音速飛行，超過這個速度就需要氫氧燃料。 氫氧燃料燃燒速度是碳氫燃料的5倍左右，燃燒效率則是碳氫燃料的3倍左右，因此氫氧燃料更加適合作為10馬赫以上速度的動力，但氫氧發動機的液態氫製備困難，狀態不穩定，運輸、存儲也非常困難，也是世界強國亟欲克服的難關。