时间一天天过,经过大家的奋力研究,空天飞机所需要的各种新材料被制作出来,各种新技术也都被研究开发出来。
空天飞机需要多次进出大气层,面临高温挑战。
其表面在高超音速返回时可达1800℃,比航天飞机高出10倍。
为此,唐欣研发了轻型可重复使用的新防热结构和材料,选择主动冷却系统。
一种简单的冷却方式是使用吸热管,更先进的方法是采用夹层或管道式机体结构,通过推进剂流动吸走摩擦产生的热量。
为满足防热需求,又高温合金、碳纤维复合材料、金属基复合材料等研发出高速凝固钦酬合金,这种材料适用于机身内层结构。
机头和机翼等高温区域采用碳纤维复合材料,表面覆盖碳化硅涂层,以确保轻量、高温耐性。
唐欣还研究出了许多其他材料,都是空天飞机所需要的。
很快就迎来了DJ一号吸气式组合动力模态转换首飞试验。
空天飞机对发动机的要求非常高,需要的一款能够适应低空、中高空、太空不同高度层的发动机,并且还需要制出可供驾驶员呼吸的氧气。
而要实现这一点,就需要组合涡轮、涡扇、冲压、分离器、火箭各种动力模态,即组合动力发动机。
DJ1组合动力发动机是一种基于液氢燃料的多循环深度耦合预冷发动机,
适用于可重复使用的单级/两级入轨运载器和空天飞行器。
这种发动机的工作条件非常苛刻,特别是在大气层内长时间高速飞行时,气流温度会急剧升高,导致发动机材料无法承受,高性能部件无法正常工作。
为了解决这个问题,该单位采用了预冷技术,即通过引入进气主动降温的方式来控制发动机温度。
在唐欣和老李的主持下,发动机研发实验室实验室成功进行了后续试车任务。
在5马赫热态试验中,成功实现了毫秒级降温近1000℃。
空天飞机项目都是基于预冷组合动力实现,这种动力方式的性能随着飞行速度的增加而急剧下降,因此斜爆震发动机成为更有前景的动力选项。
与普通的超燃冲压发动机相比,斜爆震发动机能在更高的飞行马赫数下保持较高的燃烧效率,
同时还具有燃烧室长度短、重量轻、飞行阻力小及易于重复启动等优点。
也让空天飞机的应用前景更加广泛。
比如说组合动力发动机可以用于高超声速导弹的研制,空天飞机更容易发展成功。
有了发动机,其他技术也已解决,根据规划,现在就是制作其他零部件,然后进行组装。
看到唐欣拿出来的外形设计和内部结构设计图,大家都震惊了,“院长,你设计的空天飞机是发动机与机身一体化?”
“这个主要是为了解决单级人轨空天飞机的空重问题,对机身进行简化结构是必须的,你们看这里的前机身设计为发动机进气道,后机身设计为排气喷管。