近日，我國(guó)第一架高超聲速飛機(jī)試飛成功，成為繼美國(guó)之后第二個(gè)實(shí)現(xiàn)以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的高超聲速飛行器自主飛行的國(guó)家。取得這項(xiàng)成果的是國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)王振國(guó)教授及其團(tuán)隊(duì)。

一、提出方案、研制成功我國(guó)首臺(tái)再生冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，達(dá)到美國(guó)同等技術(shù)水平

超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在超聲速氣流中組織燃燒，點(diǎn)火、高效穩(wěn)定燃燒和熱防護(hù)極為困難，面臨巨大技術(shù)挑戰(zhàn)。美國(guó)歷經(jīng)60余年，直到2013年關(guān)鍵技術(shù)才得以突破。王振國(guó)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從超聲速燃燒機(jī)理研究開始，歷經(jīng)近二十年探索，突破全部關(guān)鍵技術(shù)，研制成功世界首臺(tái)航空煤油再生冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(美國(guó)X-51A發(fā)動(dòng)機(jī)采用特殊吸熱型碳?xì)淙剂?，通過(guò)長(zhǎng)程熱試車考核。該型發(fā)動(dòng)機(jī)研制成功，標(biāo)志著我國(guó)具備了獨(dú)立自主研發(fā)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的能力。

1999年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(排名第3)，2012年和2014年獲軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)各1項(xiàng)(均排名第1)。

二、總體設(shè)計(jì)、研制成功大型連續(xù)式高超聲速推進(jìn)風(fēng)洞，解決了制約我國(guó)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重大關(guān)鍵問(wèn)題

大型連續(xù)式高超聲速推進(jìn)風(fēng)洞模擬高空、高速飛行條件，是開展超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和高超聲速飛行器研究的關(guān)鍵試驗(yàn)裝置。王振國(guó)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破大流量空氣加熱器和大型主動(dòng)引射系統(tǒng)等兩個(gè)世界性技術(shù)難題，研制成功國(guó)內(nèi)首座大型連續(xù)式高超聲速推進(jìn)風(fēng)洞，建設(shè)了系列化高超聲速推進(jìn)風(fēng)洞，使我國(guó)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)?zāi)芰_(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

采用以上技術(shù)，研制了我國(guó)首套裝備用壓力恢復(fù)系統(tǒng)，為航天科工三院研制了國(guó)家重大專項(xiàng)主力試驗(yàn)系統(tǒng)的大型空氣加熱器、為航天科技四院研制了我國(guó)首座大型主動(dòng)引射高空模擬試驗(yàn)臺(tái)的引射系統(tǒng)。

2009年和2012年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)(均排名第1)。

三、研制成功××高超聲速飛行器，圓滿完成自主飛行試驗(yàn)，達(dá)到世界先進(jìn)水平

自主飛行試驗(yàn)旨在真實(shí)飛行條件下驗(yàn)證高超聲速飛行器、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與地面試驗(yàn)方法，是全面突破高超聲速飛行器技術(shù)的必經(jīng)之路，技術(shù)難度極大。世界上只有美國(guó)近年實(shí)施了10次自主飛行試驗(yàn)，其中6次失敗。作為總指揮和總設(shè)計(jì)師的王振國(guó)教授，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年，從概念提出、方案設(shè)計(jì)到系統(tǒng)集成，研制成功國(guó)家重大專項(xiàng)的××高超聲速飛行器(指最大空中速度超過(guò)音速5倍的飛行器，觀察者網(wǎng)注)，并組織完成飛行試驗(yàn)，使我國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)實(shí)現(xiàn)以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的高超聲速飛行器自主飛行的國(guó)家。

據(jù)介紹，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是高超音速飛行器所使用的一種關(guān)鍵動(dòng)力系統(tǒng)，與一般的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)以及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不同，這種發(fā)動(dòng)機(jī)不需要進(jìn)入燃燒室的氣流必須為亞音速，從而大大提升了飛行器的飛行速度。高超聲速飛行器(飛行M數(shù)超過(guò)聲速5倍的有翼和無(wú)翼飛行器)是未來(lái)軍民用航空器的戰(zhàn)略發(fā)展方向，被稱為繼螺旋槳、渦輪噴氣推進(jìn)飛行器之后航空史上的第三次革命。超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行器的首要關(guān)鍵技術(shù)，是21世紀(jì)以來(lái)世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。不過(guò)由于這一領(lǐng)域技術(shù)難度較高，國(guó)際上此前只有美國(guó)取得了部分進(jìn)展。

與美國(guó)的X-51飛行器所使用的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)使用特殊的JP-7燃料相比，我國(guó)研制的航空煤油再生冷卻超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)使用航空煤油作為燃料，成本更低，應(yīng)用范圍更廣。