什么是膨胀循环发动机?中国的25吨级发动机,已经算世界领先了

2022年10月17日09:40:20 军事 1900

当下我国在航空领域中又取得了一个非常重大的突破,我们的国产膨胀循环发动机正式亮相,这也使我国成为世界上第5个拥有这一技术的国家。

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并且这一次我国25吨级闭式膨胀发动机的成功,也缩小了我们与其他国家之间的一个差距,现在在全世界范围之内,对于这一技术掌握的国家只有美国、俄罗斯还有日本和欧盟,而现在又多了一个我国。

不过在对这类发动机研究的过程当中,即使是美国和俄罗斯的这类发动机推力也在10吨以内,而这一次我们达到了25吨级着实是一个非常大的突破,在我国对于这一方面介入比较晚的情况之下,现在依然能够达到这样的水平,也说明了我国在这一方面具备一定的实力。

那膨胀循环发动机究竟是什么呢?这一类发动机是新一代的航天发动机,同时也是在太空旅游中的一个高效动力来源。

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实际上它更完整的名字是闭式膨胀循环氢氧发动机,因为这一类发动机主要是利用余热将少量的液态氢转化为高压气体,该气体驱动涡扇机,同时提高提高氢和氧的压力以此作为燃料,这样整个过程十分的高效,而且不需要携带额外的气体来作为燃料,会更加的便捷。

不过即使这类发动机对于航天领域来说拥有更大的优势,但是对于它研制整个过程并不容易,尤其是在对于推力上是非常难达到一个更大的程度,所以像美国一类的国家,现在这一类发动机上的推力甚至都没有超过10吨。

好在我国的科学家们采用了新的结构类型,使得我国现在研发出的这一类发动机推力达到了25吨,使得我国这类发动机的研发更上一步。

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那这类发动机具体的优势有哪些呢?其中的第一点,作为新一代的航空发动机它在性能上自然是非常突出的,其中它的动力的提供方式就很高效。

由于其中采用的是氢气氧气进行燃烧,反应时温度直接能够达到3000摄氏度,在这样的情况之下,进一步采用了液态氢燃料进行冷却之后,不仅仅达到了冷却效果,而且也能够在这样的情况下进一步促进高压氢的产生,以此达到的效率是非常高的,在这一条件之下,使得这一发动机的比冲可以达到450多秒。

同时在对这一发动机进行高效冷却的情况之下,又需要有足够的涡轮泵带动能力,所以对整体的设计管路和流量都是需要严格把控的。

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在这一方面如果没有做到一个好的设计,可能会使得整个发动机受到性能上的影响,不过在我国研究的这一发动机之下,反而使得它的结构更加的简单。

也正是由于所达到的结构比较简单,所以在整个过程当中运转的时候相对于平稳,使得它即使在高压环境之下,达到的可靠程度比较高。

不过虽然我国这一次膨胀发动机的推力能够达到25吨,是一个比较大的突破,但是在这样的情况之下,我们也需要知道该发动机还有一些要继续改进的地方,其中就它的比冲上来说,实际上美国的同类发动机能够达到466秒,所以在这一方面我国还是略显落后的。

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其中我国的25吨级膨胀循环发动机采用的是碳陶的复合材料,其中达到的面积比是1:160,而美国采用的则是碳复合材料可折叠喷砂,达到的喷管面积比是1:285,这也是他们在比冲上更高的原因。

不过虽然我们和美国之间还有一定的差距,但是这与之前我国长征5号的此类型发动机达到的金属喷管面积为1:80的情况,已经有了很大的进步,而且实际上我国在之后与这一方面的面积比还有望可以达到1:260, 所以在比冲上还可以进一步地提高。

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除此之外我国在对于发动机推力的调节范围之内,虽然跟之前有了质的突破,能够达到60%~100%,但是跟美国的20%~100%相比较起来,还是有着一定的差距。

但是随着不断进步 加上我国该发动机达到的25吨级推力已经算世界领先的了,所以我国在膨胀循环发动机上所取得的这些成就,也是足以为之震撼的。

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相信在我国在各项技术的不断突破下,还会有更大的成就,在今后研发出性能更佳突出的这一类发动机。

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