在超音速下燃燒

戴河

為了真正實(shí)現(xiàn)高超音速飛行器，必須研制出能在這種條件下工作的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)，這就是革命性的超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。在這個(gè)方面，美國顯然走在了前面。

沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)

說起高超音速技術(shù)，必提超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)是常態(tài)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)要求燃燒室內(nèi)的燃料在超音速氣流中保持燃燒，被形容為“在狂風(fēng)中點(diǎn)燃一根蠟燭”。作為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)，美國使用渦輪噴氣和亞音速燃燒的傳統(tǒng)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)也接近了高超音速的門檻。

美國通過武器創(chuàng)新研究、RIM-8“黃銅騎士”等項(xiàng)目掌握了沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，美國空軍又在1976年開始研制先進(jìn)戰(zhàn)略空射導(dǎo)彈。

這是一種使用沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的中程戰(zhàn)略導(dǎo)彈，計(jì)劃用于替換AGM-69 SRAM導(dǎo)彈。它的射程480千米，設(shè)計(jì)速度超過馬赫數(shù)4.5，使用W69核彈頭。1979年導(dǎo)彈開始進(jìn)行試飛，7次試飛中曾有一次在12000米高空達(dá)到馬赫數(shù)5.5的高速，跨過了高超音速的門檻。但由于美國國防預(yù)算的削減，以及AGM-86亞音速巡航導(dǎo)彈的成功，該項(xiàng)目最終于1980年取消。

但該技術(shù)顯示了傳統(tǒng)亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高超音速飛行潛力。雖然理論上亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高超音速飛行時(shí)需要將氣流減速到亞音速進(jìn)行燃燒，會(huì)帶來更苛刻的高溫、高壓和氣動(dòng)問題，但比之一直突破不大的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，仍不是為一個(gè)臨時(shí)的過渡方案。20世紀(jì)90年代后美軍提出多個(gè)亞燃沖壓甚至渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高速導(dǎo)彈方案，正是這種思路發(fā)展的結(jié)果。

X- 15試驗(yàn)機(jī)上的試驗(yàn)