中国镁动力超燃冲压发动机，6马赫时推力几乎翻番

ccwangtou

研究小组发现，在高速和高空使用镁可以使超燃冲压发动机的推力增加近一倍。

据报道，中国研究人员已经为超燃冲压发动机开发了一种新型加力燃烧室，可以在98425英尺（30公里）的高度达到6马赫。据其背后的团队称，这是通过巧妙地将镁粉加入燃烧传统喷气燃料产生的热废气中来实现的。

之所以选择镁，是因为它是一种高活性金属，不需要大气中的氧气就能爆炸点燃。这对于像超燃冲压发动机这样的发动机很重要，这种发动机往往在大气中有氧气的情况下燃烧煤油来产生巨大的推力。

由于它们也被设计为在非常高的速度下运行（通常是高超音速），传统的煤油燃烧达到极限，产生主要由二氧化碳（CO₂）和水蒸气（H₂O）组成的废气。

在这些条件下，镁可以利用这些“废气”并在注入时剧烈燃烧，利用原本会被浪费的能量产生额外的推力。

用镁来推进超燃冲压发动机

新的加力燃烧器将镁粉注入下游的高温气体中（约2780.6°F，或1527°C）。这导致二次燃烧，其中镁与水蒸气和二氧化碳反应，产生更多的热量和推力。

据报道，这使得超燃冲压发动机的总推力几乎增加了一倍。当测试新的加力燃烧器时，该团队在模拟6马赫和高空条件下的地面测试中发现了大约86.6%的增压。

这项技术的另一个关键好处是，它不完全依赖于大气中的氧气；它使用现有的废气。该发动机还使用煤油作为冷却剂，以保护发动机壁免受极端高温的影响，提高整体效率。

研究小组还发现，镁的反应速度比单独使用煤油快两到三倍。这转化为更快的能量释放，进一步提高推力。

正因为如此，新的加力燃烧器在废气质量为13%的情况下使用镁，将燃烧效率提高到65.1%左右。尽管这一切听起来很有希望，但该团队确实发现了该系统的一些缺点。

首先，在超音速下均匀注入镁粉是一项挑战。研究小组指出，这种分散度差会显著降低推力增益。

很有希望，但仍有一些问题需要克服

发动机的耐久性也可能受到燃烧过程中形成的氧化镁晶体的影响。这些晶体锋利且具有磨蚀性，可能会损坏发动机部件。

新的加力燃烧器技术还需要精确的工程设计，因为即使是设计上的微小变化（例如，路径长度和喷射方式）也会显著影响效率。为此，该团队强调了未来改进的必要性，比如改进其喷射系统。

他们建议使用氮气，目前氮气可以稳定粉末注射。进一步的进展可能涉及注入更小的纳米级镁颗粒，以提高燃烧效率并更好地管理颗粒分散。

他们还指出，需要在不同的飞行速度和高度进行进一步的测试，以确保该技术的可靠性和适应性。该团队指出，如果这项技术的问题能够得到解决，它可以进一步巩固中国在高超音速推进发展的前沿地位。

它还可以在未来高超声速民用和军事技术中发挥重要作用，特别是增强中国日益增长的高超声速导弹系统的战略能力。