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美超燃冲压发动机测试推力创新纪录
关键词:      时间:2019-08-23

据航空周刊网站2019年8月16日报道,尽管美国国防部近期强调对火箭助推高超声速滑翔武器的试验和开发,但大多数的高速防御主义的支持者们都认为,掌握吸气式动力技术对Ma5+的战术武器系统的长航时能力至关重要。


美国空军研究实验室(AFRL)和空军试验中心披露,在诺格公司开发的超燃冲压发动机的近期地面试验中,发动机推力达到57.8kN(13000lb)量级,使美国高超声速武器能力的加速发展到达关键期。诺格公司设计测试速度大于Ma4。


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该推力量级创造了美国空军吸气式高超声速发动机的新记录,相比当前世界他国研制的超燃冲压发动机性能,该机被认为很有竞争力。美国空军表示,该试验在阿诺德工程开发中心(AEDC)气动和推进试验室(APTU)开展,发动机长5.5m,测试是在Ma4+工况下进行的,累计共长达30min,整个过程长达9个多月。诺格公司导弹产品副总裁Pat Nolan补充道,该超燃冲压发动机成功实现在一系列高超声速马赫数下工作,且运行了空前的工作时间。


该发动机被认为是在美国已运行的、最大的此类发动机,也标志着APTU排气设施的长期建设工作完成,该工作是为了能对更大的超燃冲压燃烧室进行测试,是美国空军研究实验室的中型关键部件(MSCC)直连测试计划下,将重点转移到更大的测试的一部分。


最新改进的基础性工作早在2002年就已开始,是在高速/高超声速吸气式推进测试和评估能力计划下进行,最显著的变化发生在十年前的X-51“乘波者”计划期间,当时决定提高能力,到10倍的进气流量。


2004年初始阶段完成,修改了APTU供应系统并更换了空气射流系统,以提高设备的高空模拟能力。三年后第二阶段工作完成,引入了高压高温燃烧空气加热器(CAH),并在2007年9月完成Ma7.2下的测试。


2009年,即第一架X-51有动力飞行的前一年,APTU被用于DARPA/美国空军“猎鹰”组合循环发动机技术(FACET)计划,主要是常规涡轮冲压发动机流道在Ma4速度下的自由热射流试验。与高速涡轮喷气发动机组合使用,FACET为“黑雨燕”提供了动力基础,后者是具有Ma6能力的测试平台,2008年底被取消。FACET后来被DARPA的先进全速域发动机(AFRE)组合循环计划取代, Aerojet 和Orbital ATK(现诺格)公司分别在2017年和2018年赢得了合同。


随后,Aerojet与 洛马公司 合作开展了DARPA的超声速吸气式武器概念(HAWC)计划,该计划始于2014年。2019年6月, 雷神公司 还透露,它与诺格公司合作,与DARPA签订了一份竞争性的HAWC合同。预计这两种方案将在2020年进入飞行测试阶段。


随着对更高速度测试的突出要求,APTU的空气加热器已升级到Ma8的条件,同时还增加了一台带有12MW电源的新型加热器,以调节超燃冲压发动机所用的吸热燃料。五个固定面积比的自由射流喷管也被设计用于创造Ma3.1~Ma7.2工况。


虽然APTU中的高超声速测试通常使用自由射流喷管为整个测试单元提供空气,但MSCC计划下,大型超燃冲压发动机的最新测试已转换到直接连接喷管。