超音速飛行新突破！“筋斗云”開啟航空新時(shí)代？

作者：李傳福 史湘綺

2024年12月17日，四川凌空天行科技有限公司研發(fā)的“筋斗云”（代號(hào)“JINDOU400”）高速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)成功完成了試飛。這款發(fā)動(dòng)機(jī)以其卓越的性能，推力超過400公斤，在20公里以上的高空實(shí)現(xiàn)了4倍音速飛行。這一成就不僅標(biāo)志著我國(guó)在臨近空間高速飛行領(lǐng)域取得了重大突破，更預(yù)示著航空新時(shí)代的到來。

圖為“筋斗云”高速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)

“筋斗云”高速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用了爆震燃燒技術(shù)，這是一種顛覆傳統(tǒng)的燃燒方式。爆震燃燒技術(shù)通過在燃燒室內(nèi)引發(fā)一系列快速、連續(xù)的爆震波，將燃料和氧化劑的化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為熱能和動(dòng)能。與傳統(tǒng)的燃燒方式相比，爆震燃燒具有更高的燃燒效率和比沖，能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)提供更強(qiáng)勁的推力。此外，該發(fā)動(dòng)機(jī)還引入了模塊化設(shè)計(jì)，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊、功能獨(dú)立、維護(hù)便捷。這種設(shè)計(jì)理念不僅提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和可維護(hù)性，還為后續(xù)的升級(jí)和改進(jìn)提供了便利。

在試飛過程中，凌空天行科技獲取了寶貴的發(fā)動(dòng)機(jī)性能數(shù)據(jù)，并對(duì)供油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了全面的集成考核。這些測(cè)試的成功，充分驗(yàn)證了“筋斗云”高速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性。此次試飛不僅標(biāo)志著該系列發(fā)動(dòng)機(jī)從原理樣機(jī)階段邁入了產(chǎn)品化階段，還為后續(xù)“云行”系列超音速飛機(jī)的研制奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

“云行”系列超音速飛機(jī)是凌空天行科技在“筋斗云”高速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上研發(fā)的超音速飛行器。該系列飛機(jī)在2024年10月27日成功完成了驗(yàn)證機(jī)試飛，飛行速度超過馬赫4，升阻比在3.5以上。整機(jī)覆蓋黃色輕質(zhì)復(fù)合材料，不僅減輕了飛機(jī)的重量，還提高了其在高速飛行時(shí)的氣動(dòng)性能。此次試飛驗(yàn)證了超音速飛機(jī)的氣動(dòng)性能、防熱技術(shù)和控制技術(shù)，對(duì)其飛行控制、航電設(shè)備和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了全面考核。這些測(cè)試結(jié)果為后續(xù)超音速客機(jī)的研發(fā)提供了有力支持。

圖為云行全尺寸超音速客機(jī)

從全球范圍來看，超音速飛機(jī)的發(fā)展主要有兩條技術(shù)路線。第一條是航空路線，即沿著飛機(jī)的發(fā)展思路，通過提高速度、突破聲障，實(shí)現(xiàn)超音速飛行。例如協(xié)和超音速飛機(jī)，它繼承了大量成熟航空技術(shù)，但隨著速度的提升，其動(dòng)力技術(shù)面臨越來越大的挑戰(zhàn)。第二條是航天路線，即沿著高超音速飛行器的發(fā)展思路，降低其速度，實(shí)現(xiàn)超音速飛行。這條路線的優(yōu)點(diǎn)是可以做到很高速度，但其專業(yè)不如航空技術(shù)那么成熟，需要在工程設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)從一次性到可重復(fù)使用的轉(zhuǎn)變。

“筋斗云”高速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的試飛成功，為我國(guó)在臨近空間高速飛行領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的思路。它不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重大突破，還在商業(yè)應(yīng)用方面展現(xiàn)出巨大的潛力。未來，該發(fā)動(dòng)機(jī)有望應(yīng)用于民用航空，實(shí)現(xiàn)超音速客機(jī)的量產(chǎn)，從而大幅縮短國(guó)際航班的飛行時(shí)間。例如，從北京到紐約的飛行時(shí)間有望從目前的十幾個(gè)小時(shí)縮短到1小時(shí)以內(nèi)，這將極大地改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞剑瑸楹娇者\(yùn)輸業(yè)帶來革命性的變革。

“筋斗云”高速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的成功試飛，是我國(guó)航空領(lǐng)域的一項(xiàng)重大科技成果。它不僅打破了國(guó)外在高速飛行技術(shù)上的壟斷，還為我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。未來，隨著該技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用，必將開啟航空新時(shí)代，推動(dòng)我國(guó)從航空大國(guó)向航空強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。