美国新“黑科技”——高超声速引擎系统

源济

美国新“黑科技”——高超声速引擎系统 

2016-07-14 烽火军事 空军之翼

美国国防部先进研究项目局（DARPA）日前表示，该部门正在研发一种全速度范围高超声速引擎（AFRE）系统。该引擎将采用常规涡扇发动机和双模冲压发动机组合模式，速度可达到5马赫以上。

DARPA官方网站发布的消息指出，为了研制一种可循环使用的超音速飞机，科学家已经进行了数十年的探索开发，工程师们一直面临这样的挑战：传统喷气发动机的最高速度大约为2.5马赫，而超高速冲压喷气发动机--如超音速燃烧冲压喷气发动机--在速度3.5马赫以下时无法提供有效推力。这种能力上的差距意味着，为了提高运行（飞行）速度，现今的任何一种吸气式超音速飞行器使用的都是一次性火箭，这限制了飞行器的实用性。

AFRE是一种全新的飞机推进系统，可以在低速起飞到高超音速飞行的全速度范围内运行。这种混合动力引擎采用双模冲压和常规喷气发动机组合模式。

这已经不是雄心勃勃的工程师们第一次尝试将涡轮和冲压发动机技术结合。但是最近，在制造方法、建模和其他学科取得进展的情况下，DARPA相信，取得突破正变得触手可及。DARPA项目经理克里斯托弗·克莱说，“这并不是一种全新的引擎，正在研发的引擎系统创造性的运用了混合动力，它可以结合并改进现有最好的涡轮机和冲压喷气/超燃冲压发动机技术”。

根据DARPA公布的信息，AFRE旨在探索一种以涡轮喷气发动机为基础的组合循环推进概念，概念中的低速涡轮发动机和双模冲压发动机--无论流经的高速空气是亚音速(如冲压喷气)还是超音速(如超燃冲压发动机)可高效运行。AFRE混合动力引擎的两个组件将共享前置进气口和用于释放推力的后置排气喷嘴。

此外，为AFRE开发的关键技术还将用于全尺寸综合模型的地面测试。如果测试成功，AFRE项目将展开进一步的飞行测试。与当前的军用系统相比，这种超音速运行的系统可以缩短军方远距离行动的响应时间，提高了操作效率。这种系统将为美国未来的各项行动带来显著的回报，特别是在对手不断取得进步的趋势下。

DARPA指出，AFRE项目将分两个阶段进行。第一阶段包括AFRE系统的小尺寸和大尺寸系统设计、组件开发以及地面演示。第二阶段预计将进行大尺寸系统的集成测试或（低/高速通流）自由射流集成测试。为了使AFRE项目的参与人员相互熟悉，DARPA计划在项目广泛机构公告书发布之前举办“提案人活动日”--定于7月13日和14日（周三和周四）在弗吉尼亚州阿灵顿的DARPA会议中心举办。