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航天高峰論壇訊息,傳說的飛行器被證實,是騰雲工程,8月已試飛

8月我國試飛了一架高超音速飛行器,但是國內並沒有相關訊息,第1個披露相關訊息的是美國。

美國在外太空有監視地球飛行器的衛星,應該是全程跟蹤了這次飛行實驗。按照當時美國軍事專家的話來說,這架飛行器違反了物理規律。

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所謂的違反物理規律,是指這架飛行器和以往所有的飛行器都不一樣,繞了地球一圈,居然沒有進行空中加油!

衛星以第1宇宙速度7。9公里每秒鐘環繞地球飛行,可以不進行空中加油。

如果達不到第一宇宙速度,飛行器必然會落回大氣層中。所以飛機環繞全球飛行,都要進行空中加油補充燃料。

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世界上飛得最遠的飛機是波音777-200LR,航程為17395公里;波音747的航程是14815公里;我國運20軍用運輸機的航程是7800公里。

如果用運20軍用飛機環繞全球不間斷飛行,至少要進行6次空中加油。

到目前為止還沒有一架飛機可以不經空中加油不間斷飛行40000公里,直到中國騰雲工程高超音速飛行器打破了這個記錄。

▍騰雲工程首次環球飛行被證實。

今年11月25日,第7屆商業航天高峰論壇在湖北武漢開幕,根據相關媒體報道,由中國航天科工研製的騰雲工程已經完成首次飛行實驗。

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這裡說的首次飛行實驗,就是美國媒體率先報道的8月我國一架飛機從地面起飛繞南極一圈以後再飛回基地,並且在中間釋放了兩顆小的飛行器的過程。

騰雲工程的研製單位是航天科工,航天科工和航天科技是兩個不同的集團。長征5號發射的載人空間站,屬於航天科技集團。

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航天科技偏向民用,航天科工偏向軍事。所以騰雲工程的首次試飛這麼重大的專案,在國內並沒有公開宣傳。

地球是一個很圓的球體,我們一般說赤道的周長是最長的,但是也就長了1/10000。所以從哪個方向繞地球飛行一圈都差不多,至少要達到40000公里。

考慮到還要在空中做一些機動動作,轉彎等等,騰雲工程首次飛行距離應該超過地球周長。

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這裡有一個非常嚴厲的考驗,沒有進行空中補給,僅依靠有限燃料,如何才能夠繞地球一週。

這需要飛行器大部分時間在大氣層之外進行無摩擦飛行。

騰雲工程飛行速度只有第一宇宙速度的一半,飛一段距離要重新落回大氣層中;然後在大氣層利用氧氣重新點燃發動機,再進入外太空;在外太空滑行一段時間以後再進入大氣層。如此反覆,直到飛回基地。

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雖然從原理上來說很簡單,但對於飛行器的材料以及發動機是嚴厲考驗。

從地面飛到外太空再返回著陸,最好結合3種發動機:在地面啟動噴氣發動機讓飛行器升空,加速到兩馬赫以上啟動衝壓發動機,在大氣層邊緣啟動火箭發動機進入外太空。

▍騰雲工程的發動機世界領先。

美國SR71黑鳥的發動機是結合渦輪噴氣發動機、衝壓發動機的組合發動機。在高速的情況下,它封閉內涵道,讓氣流繞過渦輪盤直接進入尾部加力燃燒室。所以它的形狀基本上保持著航空發動機的外觀。

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但是騰雲工程要結合三種發動機的工作體制,尤其是要結合火箭發動機和衝壓發動機的工作體制,難度非常大。

噴氣發動機和衝壓發動機的結合已經由美國探過路了,但是把火箭發動機與衝壓發動機結合,此前沒有先例。

該發動機肯定是保密的,現在也沒有見到圖片,這裡只能進行原理性推測。

火箭發動機外形結構與噴氣發動機完全不一樣,工作原理和工作引數差異巨大。

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火箭發動機既要攜帶燃料,又要攜帶氧化劑,燃燒室通常是一個有開口的球形,火箭燃料、氧化劑透過噴射盤在燃燒室頂部注入燃燒腔,然後點燃。

如果要做成液體火箭、衝壓組合發動機,衝壓進氣口吸入的氧氣也必須在噴射盤注入。可能這裡的關鍵是如何讓空氣和火箭氧化劑使用同一個管路,所以這應該是一種非常高科技的方式,至少現在美國人沒有實現。

我國在2018年已經完成了火箭、衝壓組合發動機實驗。據相關計劃,到2030年時,騰雲工程的天地往返系統就可以進行實際部署。

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▍騰雲工程和返回式火箭的比較。

返回式火箭在Space X公司的改良下,已經向1萬噸級火箭邁進,並且經過實驗證明是安全的。

但是火箭發射容易受天氣影響,從這一點上來說,騰雲工程發射、返回方式機動性強,適應性強,受天氣影響小。

火箭外形結構簡單,圓柱體結構強度大,容易做大。

騰雲工程像一架飛機,結構和受力情況比火箭要複雜的多。按照飛機的原理來說,最大可能也就只能做到安225(600噸)那個級別。

但是,最後的比較可能並不是大小的比較,最重要的應該是經濟指標。這要等到騰雲工程和返回式火箭都非常成熟以後,才能夠做最後的結論。

總結一下:騰雲工程發射更加靈活,返回式火箭的運載能力更大,經濟指標未知。