4倍音速飞行,成都造“筋斗云”成功试飞

来源:中国科普网 时间:12-24 作者:项铮

科普时报记者项铮

近日,四川凌空天行科技有限公司成功试飞“筋斗云”高速冲压发动机(代号“JINDOU400”),其在20公里以上高空实现了4倍音速飞行。该发动机采用了爆震燃烧技术,引入模块化设计,在超音速飞机上拥有巨大的商业应用潜力。

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两条技术路线各有利弊

临近空间飞行是指在距离地面20公里以上的空域,实现至少四倍于现有运输速度的快速运输,它被认为是具有巨大商业价值的全球前沿领域之一,预计未来十年内可能发展成为一个万亿级别的市场。

凌空天行总设计师邓帆介绍,从全球来看,实现临近空间飞行一般有两条技术路线:第一条是航空路线,即沿着飞机的发展思路,通过提高速度、突破声障,实现超音速飞行,例如协和超音速飞机。它的优点是继承了大量成熟航空技术,缺点则是速度越往后越难提升,必须实现对动力技术的突破。第二条是航天路线,即沿着高超音速飞行器的发展思路,降低其速度,实现超音速飞行。它的优点是速度快,缺点是技术不成熟,需要在工程设计上实现可重复使用。

此前,马斯克曾经设想过用火箭代替客机实现全球通行。所谓的坐火箭出行就是第二种航天技术路线,思路是由火箭助推,把飞机带入临近空间,然后由飞机依靠气动设计和自身配备的发动机滑行。凌空天行的“筋斗云”也采用了第二种航天技术路线。

技术难题仍需解决

目前,临近空间飞行技术已经有了突破,但是距离真正的载人飞行还有一定距离。

邓帆告诉记者,“超音速飞行执飞高度至少是2万米以上,这个高度空气更稀薄,飞行速度更快,燃料消耗更少。音爆、防热设计等都是需要克服的难题。”

邓帆表示,执飞高度过高,会导致飞机在加速和巡航段音爆非常大,影响乘坐舒适性。因此,超音速飞机的机头都设计得非常狭长,既是为了减阻,也是为了降低音爆。“美国现在有一款专门用于减弱音爆的X59,虽然做得很好,但它只是为了研究音爆本身。‘云行’在设计的时候,研究了消除音爆的主动和被动技术,包括采用其他介质在上面进行喷射,气动设计也是我们的核心技术。”

此次凌空天行的“筋斗云”试飞获得了发动机性能的实飞数据,对供油系统、电气系统、控制系统等关键技术和产品进行了集成考核。邓帆透露,凌空天行2024年已经连续实现气动布局、防热材料、动力系统的一系列突破,有望按照计划在2026年完成首飞。

(凌空天行供图)