2020年汽车发动机构造与维修,汽车发动机构造与维修工作页

清华大学研发的一款新型航天航空发动机飞行演示实验成功了。

一下子把我国在新型空天动力领域的技术实力提升到了世界前列，而且是弯道超车。

火箭顺利升空（示意图）

这到底是什么新型的发动机呢？请跟我来。

01

航空发动机，我们要走哪条路？

一个国家工业技术强不强，看看航空工业水平就可以了，而航空发动机更是航空工业“皇冠上的明珠”。在一百多年的发展过程中，航发被用于多种重要领域，最常见的有涡喷、冲压、活塞等类型，但是全球航发领域正在瞄准和布局最先进的第六、七代发动机。

尤其是在高超声速动力系统的发展上，我们之前跟西方发达国家差距还很大。摆在我们面前的路有两条：

①沿着别人曾经走过的路，“从活塞到涡喷涡扇，再到变循环发动机”，时间成本太高了，而且西方国家也不会放松对我们的技术垄断。

② 弯道超车，超前布局、研究和开发新型的航空动力技术和设备。

由于现有的第四、五代航发技术存在明显的“推力陷阱”，这些传统的空天动力技术，已经遇到理论极限与技术瓶颈，性能无法再明显提升。要想适合未来空天融合飞行器的“宽速域、低成本”等发展要求，清华大学航天航空学院喷雾燃烧与推进实验室团队把目标瞅准了“新型冲压发动机”这种最新一代的航空动力技术上。

02

新型冲压发动机

航空燃料的燃烧波分为爆燃波和爆震波两种，后者热效率更高，但是震爆的触发比较难，而且不易控制。旋转爆震又是震爆燃烧里的重中之重，这一燃烧形式最早由苏联科学院在1959年发现，后来美国也开始研究。

旋转爆震在研发过程中又出现多种分支，其中以连续旋转爆震最为出名，因为这种技术相对于第四、五、六代的等压燃烧发动机而言热力学循环效率理论上可以提高50%以上，而且用于制造发动机时构造也简单，适用的飞行范围更宽，所以近些年备受关注。

清华大学研发团队决定采用弯道超车的研发路线，把研发重点放在了连续旋转爆震发动机上。这种发动机采用了世界上领先的“连续旋转爆震增压燃烧”技术，可以说是空天飞行中发动机领域中的“颠覆性”技术。

清华大学的连续旋转爆震发动机实验台

他们先从数值模拟仿真做起，十年磨一剑，逐渐摸索经验，一点点把震爆触发难度高、燃烧不易受控的问题解决掉，在这个过程中逐渐摸透了“连续旋转震爆”的脾气，掌握了它的机理，提高了认知，然后又一步步开展了系列基础实验、地面验证试验等工作。

清华大学旋转爆震发动机地面点火实验

之后团队与清航空天公司合作，研发制造了样机，开展热试车100多次都成功了，还对“连续旋转爆震技术”实现了爆震涡喷发动机世界首次点火热试车、火箭地面滑行乃至在空中实施悬停试验，也一一成功。

发动机总装中

清华大学的连续旋转爆震发动机总装完成

03

新型发动机飞行演示成功了

清华大学整体设计研发、清航空天公司整体制造和装配的新型发动机安装在“清航•大兴号”火箭上。经过近2年的紧张奋战，团队在2021年12月15日，把“大兴号”火箭装箱打包，运抵发射场。

在2022年1月24日临近中午时分，火箭成功点火，由两级火箭接力，把新型发动机送到预定的高速和速度，然后最顶端的新型发动机点火成功，并稳定工作，试验取得了圆满成功。

新型航空发动机工作演示

别忘了，这些设计和制造技术都是具有完全自主知识产权的，一步弯道超车成功，西方航天大国再想在这个领域卡我们的脖子就没可能了。这一成果，让我国的航空航天事业大为增色，尤其具有重大的战略意义，你懂得！请记住下面这个优秀的团队吧。

清华大学航天航空学院喷雾燃烧与推进实验室团队

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火箭顺利升空（示意图）

这到底是什么新型的发动机呢？请跟我来。

01

航空发动机，我们要走哪条路？

一个国家工业技术强不强，看看航空工业水平就可以了，而航空发动机更是航空工业“皇冠上的明珠”。在一百多年的发展过程中，航发被用于多种重要领域，最常见的有涡喷、冲压、活塞等类型，但是全球航发领域正在瞄准和布局最先进的第六、七代发动机。

尤其是在高超声速动力系统的发展上，我们之前跟西方发达国家差距还很大。摆在我们面前的路有两条：

①沿着别人曾经走过的路，“从活塞到涡喷涡扇，再到变循环发动机”，时间成本太高了，而且西方国家也不会放松对我们的技术垄断。

② 弯道超车，超前布局、研究和开发新型的航空动力技术和设备。

由于现有的第四、五代航发技术存在明显的“推力陷阱”，这些传统的空天动力技术，已经遇到理论极限与技术瓶颈，性能无法再明显提升。要想适合未来空天融合飞行器的“宽速域、低成本”等发展要求，清华大学航天航空学院喷雾燃烧与推进实验室团队把目标瞅准了“新型冲压发动机”这种最新一代的航空动力技术上。

02

新型冲压发动机

航空燃料的燃烧波分为爆燃波和爆震波两种，后者热效率更高，但是震爆的触发比较难，而且不易控制。旋转爆震又是震爆燃烧里的重中之重，这一燃烧形式最早由苏联科学院在1959年发现，后来美国也开始研究。

旋转爆震在研发过程中又出现多种分支，其中以连续旋转爆震最为出名，因为这种技术相对于第四、五、六代的等压燃烧发动机而言热力学循环效率理论上可以提高50%以上，而且用于制造发动机时构造也简单，适用的飞行范围更宽，所以近些年备受关注。

清华大学研发团队决定采用弯道超车的研发路线，把研发重点放在了连续旋转爆震发动机上。这种发动机采用了世界上领先的“连续旋转爆震增压燃烧”技术，可以说是空天飞行中发动机领域中的“颠覆性”技术。

清华大学的连续旋转爆震发动机实验台

他们先从数值模拟仿真做起，十年磨一剑，逐渐摸索经验，一点点把震爆触发难度高、燃烧不易受控的问题解决掉，在这个过程中逐渐摸透了“连续旋转震爆”的脾气，掌握了它的机理，提高了认知，然后又一步步开展了系列基础实验、地面验证试验等工作。

清华大学旋转爆震发动机地面点火实验

之后团队与清航空天公司合作，研发制造了样机，开展热试车100多次都成功了，还对“连续旋转爆震技术”实现了爆震涡喷发动机世界首次点火热试车、火箭地面滑行乃至在空中实施悬停试验，也一一成功。

发动机总装中

清华大学的连续旋转爆震发动机总装完成

03

新型发动机飞行演示成功了

清华大学整体设计研发、清航空天公司整体制造和装配的新型发动机安装在“清航•大兴号”火箭上。经过近2年的紧张奋战，团队在2021年12月15日，把“大兴号”火箭装箱打包，运抵发射场。

在2022年1月24日临近中午时分，火箭成功点火，由两级火箭接力，把新型发动机送到预定的高速和速度，然后最顶端的新型发动机点火成功，并稳定工作，试验取得了圆满成功。

新型航空发动机工作演示

别忘了，这些设计和制造技术都是具有完全自主知识产权的，一步弯道超车成功，西方航天大国再想在这个领域卡我们的脖子就没可能了。这一成果，让我国的航空航天事业大为增色，尤其具有重大的战略意义，你懂得！请记住下面这个优秀的团队吧。

清华大学航天航空学院喷雾燃烧与推进实验室团队