客服熱線：
手機版
二維碼
7月5日，西工大微博發表的有關自己航天學院的創新團隊成功發射了以沖壓組合循環發動機為動力的“飛天一號”火箭，這項工程的成功在社會上引起了一輪熱議。
西工大微博
稍微了解火箭發射動力的人都知道，當今的現代火箭成功發射的動力，主要是靠噴氣。而西工大研發的火箭動力是靠煤炭燃燒的，這可是國際上有關火箭動力方向的第一次成功試驗。這是火箭動力機的成功嘗試，的確是國際首次。
西工大“飛天一號”合影
可以說，西北工業大學在科技研發這方面是當之無愧的佼佼者。那么，這個沖壓組合循環發動機究竟是何方神圣呢？它的優勢領域在哪里？為什么西工大會選擇這種類型的發動機呢？
沖壓組合循環發動機
在人類從蒸汽時代進入到內燃機時代之后，工業制造開始注重于機械效率，所以，能夠把其它形式的能轉化為機械能的發動機就應運而生，它是一種關于動力的轉化裝置，比如汽車和航天飛機的發動動力就來源于此。發動機的種類也由它的位置和特點，分為不同的燃料發動機。而火箭發動機本質上就屬于噴氣發動機，只是需要加上攜帶氧化劑的飛行器。
沖壓發動機
沖壓循環發動機，簡稱沖壓發動機，最早由法國工程師雷納勞倫在1913年提出概念，之后我們就一直在該方面進軍研發。沖壓發動機的工作原理本質，也是將飛行時迎面進入發動機進氣道的空氣減速時產生的動能，作為催化燃料的催化劑，提高燃氣溫度至2000度之上，使其膨脹來產生足以飛行的推力。
簡單來說，就是沖壓發動機將外界的空氣吞下來和肚子里的煤油等燃料混合，兩者發生反應后，再將混合物快速噴射出來，達到前進的目的。
發動機原理
沖壓發動機的運用領域主要是在航天方面，沒有其他原因，純粹是因為該發動機的產生的速度是可以和音速相媲美的，它的應用范圍有三類，分別是亞音速，超音速和超高音速。對于火箭而言，一般采用的都是噴氣機，對于超音速沖壓發動機所能達到的在亞音速和6倍音速的推進速度，都是在發射導彈這類工程中才能用到的。
超音速發動機
音速能有多快呢？在正常情況下，我們的聲音在一秒內可以達到340米。能夠超過音速，甚至超過幾倍的速度，那得有多快呀？有音速前綴的沖壓發動機，它們所使用的燃料也有所差別，亞音速沖壓發動機使用的是普通的航空煤油，一般適用于相對應的亞音速靶機。
對于超音速沖壓發動機而言，可以與火箭發動機打個配合，用來配置超音速靶機，甚至可以配置集中率極高的防空導彈，要知道，防空導彈作為地空武器系統的核心武器，殺傷力大，命中率高，是防空火力的主力。
亞音速靶機
如果是做普通的動力實驗，其實噴氣式發動機就是不錯的選擇，它經常被廣泛應用于飛行器這方面，火箭發動機大部分都是噴氣式的，這類發動機的燃燒特點就是前文提到過的靠空氣所產生的反作用力來發動，不光如此，火箭發動機依靠在燃料上的種類分為固體燃料火箭發動機和液體火箭發動機。
火箭發動機
為什么西工大會選擇沖壓發動機
沖壓發動機的組成部分很簡單，只有將動能轉換成靜壓能的擴壓器，以耐高溫材料制作而成的燃燒設備——燃燒室，和作為渦輪發動機組成部分之一的尾噴管，看似簡單的設備，卻能爆發出極大的力量。得益于這種三段式的簡單構造，沖壓發動機的質量很輕，但是能夠產生極大的推力，僅僅憑這兩點，就非常符合航天設備的部件要求。
沖壓發動機
不僅如此，經過相關測試，沖壓發動機可以產生的最快速度能夠達到音速的4倍，最新測試出的飛行高度可以達到32000米。但是長路漫漫，國家的科研能力日益增長，科研道路越走越廣，誰又能輕易對沖壓發動機的能力范圍劃下范圍呢？
沖壓發動機和噴氣式發動機的區別有很多，其中最明顯的區別就是它沒有能夠利用旋轉葉片來給空氣做功繼而提升氣壓的壓氣機。
噴氣式發動機
也就是說，沖壓發動機的發動并不需要燃氣渦輪，燃氣渦輪常被用于船只，車輛，甚至是坦克這些大型器械，為的是這些裝備有足夠大的空間來運轉。因為結構比較復雜，本身具備的重量并不輕，因此燃氣渦輪經常會被應用于中大型的飛機，更是適用于超音速飛機。
正因如此，沒有壓氣機的沖壓發動機，是不被歡迎用作中大型飛機的主要發動裝置的，如果非要強攬這個瓷器活的話，那它就只能來到輔助的位置，也就是西工大使用的沖壓組合循環發動機，本質上都是沖壓發動機與其它發動機的組合。
燃氣渦輪
沖壓發動機的用途并不廣泛，大體都是航天范圍內的武器，雖然我們的愿望是世界和平，但是國家還是要在擁有一定的軍事實力的基礎之上，才能確保自身的領域和同胞不受到他人侵害。在超音速飛機這方面，沖壓發動機并不是主位，而是改為輔助自身缺少的渦輪噴氣發動機，將其放置在進氣道中，這樣兩者就可以相輔相成，取長補短。
渦輪噴氣發動機
還有一種應用就是導彈，也包括前文提到過的地空導彈，得益于沖壓發動機的低成本，高效率，軍事基地也在致力于研究可以遠程飛行的洲際飛航導彈。
總結
是以，西北工業大學的創新團隊才會采用沖壓組合循環發動機來發射火箭，這一項成功實驗的工程，的確給國際研究上帶來了新的思路。西北工業大學是我國的一流科研大學，有不少學生都在火箭領域頗有建樹，相信在未來，我國還有越來越多的學子成為擴寬科研道路的一員。
