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航天高峰论坛放出消息,传说的飞行器被证实,是腾云工程,8月已试飞

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8月 我国 试飞了一架高超音速飞行器,但是国内并没有相关消息,第1个披露相关消息的是美国。

美国在外太空有监视地球飞行器的卫星,应该是全程跟踪了这次飞行实验。按照当时美国军事专家的话来说,这架飞行器违反了物理规律。


所谓的违反物理规律,是指这架飞行器和以往所有的飞行器都不一样,绕了地球一圈,居然没有进行空中加油!

卫星以第1宇宙速度7.9公里每秒钟环绕地球飞行,可以不进行空中加油。

如果达不到第一宇宙速度,飞行器必然会落回大气层中。所以飞机环绕全球飞行,都要进行空中加油补充燃料。


世界上飞得最远的飞机是波音777-200LR,航程为17395公里;波音747的航程是14815公里;我国运20军用运输机的航程是7800公里。

如果用运20军用飞机环绕全球不间断飞行,至少要进行6次空中加油。

到目前为止还没有一架飞机可以不经空中加油不间断飞行40000公里,直到中国腾云工程高超音速飞行器打破了这个记录。

▍腾云工程首次环球飞行被证实。

今年11月25日,第7届商业航天高峰论坛在湖北武汉开幕,根据相关媒体报道,由中国航天科工研制的腾云工程已经完成首次飞行实验。


这里说的首次飞行实验,就是美国媒体率先报道的8月我国一架飞机从地面起飞绕南极一圈以后再飞回基地,并且在中间释放了两颗小的飞行器的过程。

腾云工程的研制单位是航天科工,航天科工和航天科技是两个不同的集团。长征5号发射的载人空间站,属于航天科技集团。


航天科技偏向民用,航天科工偏向军事。所以腾云工程的首次试飞这么重大的项目,在国内并没有公开宣传。

地球是一个很圆的球体,我们一般说赤道的周长是最长的,但是也就长了1/10000。所以从哪个方向绕地球飞行一圈都差不多,至少要达到40000公里。

考虑到还要在空中做一些机动动作,转弯等等,腾云工程首次飞行距离应该超过地球周长。


这里有一个非常严厉的考验,没有进行空中补给,仅依靠有限燃料,如何才能够绕地球一周。

这需要飞行器大部分时间在大气层之外进行无摩擦飞行。

腾云工程飞行速度只有第一宇宙速度的一半,飞一段距离要重新落回大气层中;然后在大气层利用氧气重新点燃发动机,再进入外太空;在外太空滑行一段时间以后再进入大气层。如此反复,直到飞回 基地 。


虽然从原理上来说很简单,但对于飞行器的材料以及发动机是严厉考验。

从地面飞到外太空再返回着陆,最好结合3种发动机:在地面启动喷气发动机让飞行器升空,加速到两马赫以上启动冲压发动机,在大气层边缘启动火箭发动机进入外太空。

▍腾云工程的发动机世界领先。

美国SR71黑鸟的发动机是结合涡轮喷气发动机、冲压发动机的组合发动机。在高速的情况下,它封闭内涵道,让气流绕过涡轮盘直接进入尾部加力燃烧室。所以它的形状基本上保持着航空发动机的外观。


但是腾云工程要结合三种发动机的工作体制,尤其是要结合火箭发动机和冲压发动机的工作体制,难度非常大。

喷气发动机和冲压发动机的结合已经由美国探过路了,但是把火箭发动机与冲压发动机结合,此前没有先例。

该发动机肯定是保密的,现在也没有见到图片,这里只能进行原理性推测。

火箭发动机外形结构与喷气发动机完全不一样,工作原理和工作参数差异巨大。


火箭发动机既要携带燃料,又要携带氧化剂,燃烧室通常是一个有开口的球形,火箭燃料、氧化剂通过喷射盘在燃烧室顶部注入燃烧腔,然后点燃。

如果要做成液体火箭、冲压组合发动机,冲压进气口吸入的氧气也必须在喷射盘注入。可能这里的关键是如何让空气和火箭氧化剂使用同一个管路,所以这应该是一种非常高科技的方式,至少现在美国人没有实现。

我国在2018年已经完成了火箭、冲压组合发动机实验。据相关计划,到2030年时,腾云工程的天地往返系统就可以进行实际部署。


▍腾云工程和返回式火箭的比较。

返回式火箭在Space X公司的改良下,已经向1万吨级火箭迈进,并且经过实验证明是安全的。

但是火箭发射容易受天气影响,从这一点上来说,腾云工程发射、返回方式机动性强,适应性强,受天气影响小。

火箭外形结构简单,圆柱体结构强度大,容易做大。

腾云工程像一架飞机,结构和受力情况比火箭要复杂 的 多。按照飞机的原理来说,最大可能也就只能做到安225(600吨)那个级别。

但是,最后的比较可能并不是大小的比较,最重要的应该是经济指标。这要等到腾云工程和返回式火箭都非常成熟以后,才能够做最后的结论。

总结一下:腾云工程发射更加灵活,返回式火箭的运载能力更大,经济指标未知。

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