中国空天飞机取得重大突破：高超声速强预冷技术研究团队获大奖！

中国空天飞机领域研究进展如何？我国高超声速强预冷空天动力研究团队获得大奖，背后又意味着什么？

观众老爷们大家好，欢迎收看迷彩虎，我是虎哥。众所周知，火箭发射是一件非常烧钱的事情，人类每一次发射任务，背后都是数以亿计的资金消耗。

如果是大型火箭发射任务，其资金的耗费更是一个天文数字，比如说美国的土星五号系列运载火箭，每一枚的价格堪比当时美国海军的核动力航母。

也就是说，当年的阿波罗登月任务每一次发射，都将一艘核动力航母打上了天。尽管如今马斯克的猎鹰9火箭通过重复使用一级箭体极大的降低了发射成本，但是每公斤的单价仍然高达五万美元。



那么，有没有什么成本更低的方法将人和货物送往太空呢？有的，在比较现实的未来技术中，空天飞机就是一款能够极大的降低航天成本的飞行器。

如今各大国都在进行空天飞机方面的研究，其中处于第一梯队的就要数中美英三国，那么我国在空天飞机领域的研究进展如何呢？我国教育部公布的第二届全国创新争先奖的拟表彰对象，其中一个获奖团队的研究项目给予了我们答案，即高超声速强预冷空天动力技术。目前各国的空天飞机主要分为两种路线，一种是使用两级入轨方式，即使用一级飞机给飞船加速，然后飞船和运载飞机分离，独自入轨和返回地面；另一种则是单级入轨，其动力系统将涡扇发动机和火箭发动机相结合，先用涡扇发动机将飞机加速到5马赫，然后再使用火箭发动机加速到第一宇宙速度入轨。

而此次我国奖项提到的这个高超声速强预冷技术，就属于第二种路线的发动机所用到的一项关键技术。想要让这种发动机将飞机加速到5马赫，是一件非常困难的事情，要知道如今飞行速度最快的喷气式战斗机，也才3马赫。



之所以会有这一瓶颈，是由于吸气式发动机的原理决定的。首先我们要明白的是，如今的涡喷发动机的推理来源是什么？实际上喷气发动机的推力来源是气流进/排之间的温度差，让冷气流进入，通过燃料对进入的空气进行加热后再喷出从而产生推力。

但是一旦发动机吸入的气流速度过快，比如说在三马赫以上，就会导致发动机点火失败，从而造成空中停车，于是就需要对进入发动机的气流进行减速。但是由于能量守恒，如果在高超音速环境下对气流减速的话，这部分能量必然会以其他的方式进行释放，比如说热量。

一旦发动机吸入的气流温度过高的话，则会导致气流进/排之间的温度差减小，这样就会导致发动机推力大幅度下降，于是就需要对进入发动机的气流进行降温，这就是高超声速强预冷技术。



此前英国公开了其为空天飞机研制的佩刀吸气式火箭发动机，使用的是液氦对空气进行冷却，成功的在0,05秒内将温度高达1000度的气流冷却至零下150度，虎哥认为我国的这款空天飞机发动机很有可能也采用了类似的设计。其实这并不是我国空天飞机发动机技术首次亮相，早在去年，中国航天31所便公开了其预冷动力技术规划，甚至这一条空天飞机的技术研究并不是我国唯一在进行的路线，在高超音速环境下，也可以对高速气流强行点火，这就是超燃冲压发动机，而相关的研究我国也已经取得了突破性进展。在两级入轨的空天飞机研究方面，我国也于去年完成了风洞模型的二级自主分离，这也是空天飞机二级入轨技术的难点之一。

甚至于在航天方面，我国还有更加科幻的技术路线，即电磁轨道发射系统，通过电磁轨道，直接将人或货物发射到地球轨道上，我国计划于今年完成验证系统演示，而后决定是否建造。

可以说，在未来大家会经常看到中国在先进技术的研究上多线并行的情况，在虎哥看来这也是很正常的事情。过去在一些我国比较落后的技术上，我们还能摸着美帝过河，但是对类似于空天飞机，尤其是其发动机技术已经涉及到了理论设计的深水区，我们已经和欧美发达国家站在了统一水平，前方再也没有石头让我们去摸了，只能逐个去试，一条路线都不放过，找出其中正确的那个。

可以肯定的是，在各种技术摸索中，我们会投入海量资金，并且很大一部分会打水漂，但是这是我们攀登科技树所必须付出的代价，随着我国登上各行各业的技术高地，类似的情况也会越来越多。

    关注 迷彩虎