田野
中国空气动力研究与发展中心 空天技术研究所,绵阳 621000
高超声速飞行器,被称为继螺旋桨飞行器、涡轮喷气推进飞行器之后航空史上的第三次革命性成果,是未来军民用航空航天器的战略发展方向。超燃冲压发动机是高超声速飞行器首选推进装置,具有结构简单、易维护以及安全性能好等特点,在马赫数5~7范围内具有良好的巡航性能,其相关技术是世界各国竞相发展的热点研究领域之一。
超燃冲压发动机技术的发展已有80多年历史。20世纪90年代,最早的专利就记录在案。美国通用电气公司、联合技术公司、马夸特公司、约翰·霍普金斯大学APL实验室以及NASA兰利研究中心等研制出了典型的氢燃料超燃冲压发动机。20世纪80年代,俄罗斯中央航空发动机研究院与中央空气流体动力研究所等合作实施了“冷”高超声速技术发展计划,旨在加强超燃冲压发动机关键技术研究。经过世界各国对超燃冲压发动机技术的持续攻关,高超声速飞行器的速度不断突破,目前公开发表的X-43飞行器的飞行速度达到了马赫数9.8。
高超声速巡航技术业已取得明显突破。各国研究者为了进一步将超燃冲压发动机动力应用于天地往返飞行器,不断拓宽超燃冲压发动机的工作速度范围:低马赫数超燃冲压发动机力争突破下限至马赫数2.0~2.5,高马赫数超燃冲压发动机力争突破速度上限至马赫数12.0~15.0。由此伴生了一系列关键科学问题,迫切需要在燃料、掺混、点火、稳焰、材料、结构、控制与防护技术等方面持续攻关和突破。本专栏在这一背景下,报道国内优势单位在该领域取得的最新研究进展,供相关研究者参考交流。