央视媒体报道JF-22高超音速风洞研发与实验的幕后工作,期间意外披露了一段国产斜爆轰发动机在9马赫风速条件下的测试视频。此举很快被西方媒体注意点,而他们也在第一时间抓住了这篇报道中的重点——此举在他们看来,也在某种程度上预示了,解放军的第6代战斗机很可能并不打算只停留在5马赫的高超门槛线上。

央视曝光的一幕,被西方抓住重点,解放军六代机,将超出美军想象

【央视这篇关于JF-22风洞的报道,引发了西方媒体的高度重视】

为什么这么说呢?在解释这个问题前我们首先要知道为什么研制高超音速飞行器需要用到爆轰发动机技术。

正如我们之前在分析中美6代机概念剪影的节目中提到的那样。飞行器在高速飞行时会不断挤压机体前方的空气,导致机体周围会逐渐被压缩气体形成的激波空泡所包围。由于密度要高于普通空气,激波不仅会对机体形成很大阻力,持续冲击机体与空泡边界接触的位置。也会影响发动机进气量,让其出现燃烧不充分、推力降低等问题。

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【国产斜爆轰发动机测试画面】

所以为了尽可能降低激波阻力造成的这些负面影响,那些最大飞行速度可以达到2-3马赫的战机往往会采用小展弦比设计,将机翼缩进激波形成的空泡内,降低所受到的冲击阻力。并采用扩大涡扇发动机进气道截面积或使用冲压/涡喷发动机等方式来提高机体在高速状态下的工作效率。

不过,虽然这些优化手段能够让飞行器达到3马赫的飞行速度,但也仅此而已了。随着速度的持续提升,激波阻力也在不断增加,到3马赫时阻力已经足以抵消传统涡轮发动机的加速推力,让战机难以进一步提高飞行速度。

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【飞行器与激波阻力示意图】

在这种情况下,想要战机进一步提高飞行速度的话,就只能另辟蹊径选择其他发动机构型了。例如能够将机体持续加速到6马赫的超燃冲压发动机。

当然,考虑到这种发动机至今只被用在导弹设计上,而没有被广泛应用在有人军机领域,说明这种设计也存在很大的弊端。就比如说超燃冲压发动机只有来流速度达到超音速水平时才能正常启动。无法像传统发动机一样0速启动。

此外,和火箭发动机类似,冲压发动机难以对输出推力进行调节,一旦加速就很难停下。在一次性的空空导弹上,这倒不是什么大问题。但对于有人军机的飞行员来说,这显然不是什么好消息。

好在这一问题也有相应的解决办法,那就是研制涡轮-冲压发动机。通过将涡扇/涡喷发动机的核心机与冲压发动机组合在一起,让发动机能够在不同飞行环境下都能稳定工作。

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【黑鸟侦察机就使用了涡喷冲压发动机】

唯一的问题就是,这种设计会让冲压发动机工作效率有所降低。虽然能够突破3马赫大关,但在面对5马赫的高超音速门槛时,涡轮-冲压发动机就有些吃力。

所以如果各国想要研制一种能够迈入高超音速领域的第6代战斗机,就势必需要研制一种比涡轮-冲压构型更有效率的新一代发动机。而此次央视披露的斜爆轰发动机就是其中之一。

因为从技术层面上来说,斜爆轰发动机也是冲压发动机的一种。然而与现阶段冲压发动机不同的是,斜爆轰发动机的速度上限也更高,能够达到10马赫以上。同时该型发动机的结构也更为简洁,能够更好的与传统发动机进行搭配。

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【斜爆轰发动机结构示意图】

而这也意味着如果用斜爆轰发动机与传统涡轮发动机组成组合式发动机,那么这套涡轮-斜爆轰组合式发动机就将拥有比涡轮-冲压发动机更高的速度上限,让战机能够更轻松的突破5马赫的速度门槛。

此外,斜爆轰发动机还拥有较高的性能潜力。外界普遍推测,随着燃料与发动机控制技术的进步,斜爆轰发动机的最大速度有望在未来达到15马赫甚至更高的水平。

而这也是中国会将JF-22风洞的性能指标定在30马赫的理由之一。因为如果不定这么高的话,JF-22风洞搞不好会面临没建成多少年,就被不断发展的斜爆轰发动机性能甩在后面的窘况。

因此,中国的科研团队有必要在这个问题上做到未雨绸缪,以便为正在研制的6代机与空天飞行器奠定坚实的技术基础。

毕竟,在中美两国都已经展开第6代战斗机研制的当下。两国在6代机的研制工作上势必将展开类似冷战时期的性能竞赛。而高超音速性能作为核心的划代指标,也自然会成为两国6代机追逐的关键。

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【国产六代机想象图】

在这种情况下,当央视披露出国产的斜爆轰发动机在9马赫环境下进行测试的视频时,我们完全有理由相信,解放军的新一代高超音速战斗机的速度性能会依照这一指标进行制定。

而如果彼时的美国由于没有对标JF-22的高超音速风洞,而打算在6代机项目选择了更保守的设计性能的话,那么这也意味着中国将在这场6代机军备竞赛中占据更大的优势,能够引领新时代的战机发展风潮。

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