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零的突破!清華大學自主研發的新型發動機成功發射

日期: 2022-01-24 來源:清華大學
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2022年1月24日上午

清華大學航天航空學院王兵教授團隊

進行了自主研發的

新型發動機飛行演示試驗

發動機在預定的高度和速度範圍內

成功點火、穩定工作

試驗取得圓滿成功

試驗表明

我國已經掌握該新型發動機的

自主研發與工程實現能力

在新型空天動力領域躋身世界前列

發動機點火(示意圖)

在航空領域寬速域、跨空域飛行的發展趨勢推動下,傳統空天動力在性能提升方面,已經遇到理論極限與技術瓶頸。儘管早在上世紀50至60年代,國際上便提出了將自增壓燃燒技術應用於動力系統的理念;但直至2011年前後,隨着相關研究結果發表數量的增加,才逐漸引發國內外學術界和工業界的高度關注。

王兵帶領的噴霧燃燒與推進實驗室團隊,在多年研究火箭發動機燃燒不穩定性的基礎上,敏銳地把握空天科技的領域前沿,在國內幾乎空白、國際上方興未艾的情況下,從零起步,構建新型熱力學循環方式,自主研製新型衝壓發動機。結合數值仿真與實驗,實驗室經過近十年的探索與嘗試,克服觸發難度高、可控性差、機理掌握和認知不充分等困難,解決發動機點火、寬當量寬流量調節、自主可控等關鍵問題,在機理研究、數值計算、結構設計、實驗方法等方面都取得了重要突破。經過前期數值模擬、基礎實驗、地面試驗等環節的嚴謹驗證,飛行試驗蓄勢待發。

發動機總裝

上午11點30分,試驗任務由“清航·大興號”兩級火箭助推執行。一級火箭分離後,二級火箭將任務段發動機推到預定高度和速度。發動機進氣道實現高效吸氣,供油系統將航空煤油霧化噴入燃燒室,點火系統順利啓動,燃燒室與發動機穩定工作,獲得持續推力,試驗取得圓滿成功。

火箭升天(示意圖)

“通過此次飛行任務,我們獲得了真實飛行條件下,工作環境參數變化對發動機燃燒室運行特性的影響,充分檢驗了發動機的真實工作特性,並驗證現有技術路線的可行性,爲新技術走向工程化和產品化,提供了重要的試驗數據,積累真實的飛行經驗。這一成果將進一步豐富我國航空宇航事業的圖譜,在新型動力方面具有重大戰略意義。”王兵說。

在儘可能短的時間內聚合最大能量,實現從地面試驗到真實飛行試驗的重大跨躍,推動實際工程應用的進程,也充分得益於科技成果轉移轉化的有效嘗試。此次飛行試驗任務命名爲“清航壹號”, 科學任務和試驗總體方案由清華大學航天航空學院自主提出,由王兵帶領噴霧燃燒與推進實驗室負責發動機整體設計,成果轉化項目公司清航空天(北京)科技有限公司完成發動機整體製造和裝配,具備完全自主知識產權。北京凌空天行科技有限責任公司負責飛行載具設計和任務實施,雙方緊密配合,共同推動飛行試驗順利進行。

團隊部分成員合影

在現場見證成功時刻的團隊成員謝嶠峯,博士階段即師從王兵進行相關機理和仿真研究。從實驗室到發射場,他表示:“從搭建試驗檯開始,多年來王老師帶着我們攻關關鍵技術突破,將基礎研究作爲工程轉化、任務研發的底氣,摸着石頭過河,一步步探索適合清華的工程化的道路。一切都非常值得,並且我們相信未來大有所爲。”

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編輯:李博揚 校對:黃美靜 監製:連振海
編輯:李博揚 校對:黃美靜 監製:連振海
零的突破!清華大學自主研發的新型發動機成功發射
試驗表明,我國已經掌握該新型發動機的自主研發與工程實現能力,在新型空天動力領域躋身世界前列。
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