中国在研高超声速飞机 发动机原理类似“黑鸟”

 昨日，《中国航空报》发表文章表彰中航工业安庆公司发动机组在多型产品方案评审中的事迹。其中提到“我国为某飞机配套的首次新研的串联式涡轮冲压组合发动机项目”，从文字描述来看，这是一种类似美国SR-71“黑鸟”的J58变循环发动机的新型发动机。有接近空军的消息灵通人士告诉观察者网，这是国内某研究所正在进行预研的高超声速载人飞机项目的一部分，其最终成品的飞行速度将会超过“黑鸟”，不过目前这一项目尚未正式立项。据资料，中航工业庆安公司是我国大型的机载设备研制、生产企业，在机载武器装备、飞行器操纵控制系统方面有专业优势，目前其防务产品包括机械、液压、气动、电子、电气装置及控制系统，他们可能在上述中国“黑鸟”研制项目中承担了部分与发动机相关液压装备的攻关任务。

8月25日出版的《中国航空报》提到，2015年上半年内，他们（中航工业庆安公司发动机组）先后完成了三型发动机多型产品的方案设计工作，并分别于5月、7月顺利通过主机所的方案评审。”

关于该单位参与的“三型发动机”，文章中介绍为：“我国为某飞机配套的首次新研的串联式涡轮冲压组合发动机项目”、“某重点型号发动机”和“某重点型号中涵道比发动机”。根据文中相关描述，可以推测后两者是此前国内已经公开的涡扇-10改进型发动机和涡扇-18发动机。

但“串联式涡轮冲压组合发动机”是一种国内此前从未开展过的项目，文章中描述：“没有可借鉴的先例……国内没有合适的耐高温特种材料，他们就通过各种渠道联系国外经销商；没有合适的工具，他们就自己造；没有值得借鉴的先例，他们就争做第一。甚至连70多岁的老专家都亲自上阵指导方案论证工作，确保方案设计的顺利进行。……数月的辛苦劳作化作了丰硕的果实……”。这表明该单位在几个月内完成了与此型发动机相关的预研任务，可能是与发动机控制系统相关。

所谓“串联式涡轮冲压组合发动机”，属于变循环发动机的一种，目前世界上已经实用化的此类发动机主要是美国SR-71“黑鸟”战略侦察机所用的J58发动机。这种发动机实际上是将一台涡轮喷气式发动机外围增加一圈空气通路，在后方有一个冲压燃烧室，在飞机飞行速度达到1.5倍音速以上时，通过液压活门关闭涡轮喷气式发动机的进气通路，让气流直接进入冲压燃烧室燃烧。这样就可以发挥冲压式发动机在超音速到高超音速条件下效率高的优势，而在低速时则使用涡轮喷气发动机，提供起降阶段的动力。70年代研制的“黑鸟”飞机在J58发动机的推动下可以达到3.5倍声速，至今仍是速度最快的实用化喷气式飞机。

通过其原理可以看出，此类发动机的进气活门等机构对于控制作动系统提出了极高技术指标要求，依托国内现有水平是否可能突破这一技术，可能就是庆安公司在上述方案研究方案中的主要论证课题。

有接近空军的消息灵通人士向观察者网透露，采用此型发动机的飞机项目已经开展几年，是西南某飞机研究所抓总研制的一个探索性项目。该项目中涉及的飞机目标指标将超越美国SR-71“黑鸟”，最高飞行速度达到接近5倍声速，也就是冲压发动机工作速度上限（更高速度需要使用超燃冲压发动机）。该机为有人驾驶的大型飞机，其动力系统设计与苏联末年米格设计局提出的“301项目”相似。

不过，这个项目目前尚未正式立项，还处于预研阶段。

美国70年代研制的“黑鸟”飞机在其研制之初曾计划用于高速截击机、战略侦察机等多种不同用途，目前中国正在预研的这种高超声速飞机可能也将会有相似的多用途设计要求。

8月24日，美国《防务周刊》报道，美国洛克希德·马丁公司“臭鼬工厂”已经开始进行旨在取代U-2和RQ-4“全球鹰”的下一代高空战略长航时飞机研制，该机可能采用有人、无人两用设计，至于飞行速度和高度等数据目前尚未公开。此外，传说该公司已经研制成功了飞行速度5-6马赫的“曙光女神”战略侦察机。

可见美国从未中止在航空技术方面的前沿性探索，在高空高速战略侦察机方面其仍然具有很大优势。中国开展的新高空高速飞机项目如果成功，将一举填补中国在这一方面的空白，并大大缩小中美两国在这方面的差距。

目前世界上研制成功飞行速度超过3倍声速的实用化飞机的国家只有美俄两国，其最著名的机型是SR-71和米格-25飞机。美国空军和中央情报局使用SR-71和A-12在全世界各地进行了大量间谍侦察任务，从未被击落。俄罗斯的米格-25则一直承担截击和轰炸任务，后来又研制了速度稍慢的米格-31截击机，至今该机仍是俄罗斯最重要的截击机。（中国航空报）