发展航空发动机,人类核实踏足地外行星

日期:2019-10-22编辑作者:军事资讯

  出品:科普中国军事科技前沿

  出品:科普中国

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  作者:程笑颜工作室

  策划:肖春芳

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  监制:光明网科普事业部

  制作:中新起乐军情观察室

  监制:光明网科普事业部

  “航空发动机”被称为工业皇冠,其发展需要大量投入与长期积累。我国航空发动机产业经过数十年发展,已经取得了举世瞩目的成就。推进航空发动机产业的军民融合,可以最大程度地缩短研发周期,促进创新,推动产品系列化发展。

  监制:光明网科普事业部

  探索其他星球,一直人类航天的最大愿望之一。人类在上个世纪登上了月球,并留下了脚印,但这只是个距离地球三十八万公里的卫星,不是一个真正的行星。

  我国目前对航空发动机产品军转民最为成功的案例当属中国航空动力机械研究所的涡轴发动机。该研究所的涡轴-8发动机是我军直-11型2吨级直升机与直-9型4吨级直升机的动力。2012年,以直-11为基础改装而来的“AC-311”型小型民用直升机取得合格证,随后2014年,以直-9为基础发展而来的“AC-312”型小型民用直升机取得合格证。而这两款直升机均采用“涡轴-8”发动机作为动力,实现了涡轴发动机领域的军转民发展。

  051型导弹驱逐舰是中国自行研制的第一型导弹驱逐舰,是中国人民解放军海军拥有的第一种具备远洋作战能力的水面作战舰艇,曾经是中国的主力舰种。

  而火星,这个距离地球足够近,又有可能被殖民的行星,是人类自航天时代开始以来就试图征服的对象。

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  1966年6月六机部正式下达试制051型驱逐舰的任务,由在湖北武汉的701所承担总体研究设计和整体方案,总设计师为李复礼、潘镜芙 (副)。由于当时中国缺乏大型舰只的设计经验,051型的设计参照了前苏联“科特林”级和“快速”级火炮驱逐舰的布局。

  火星与月球截然不同之处的在于距离,地球和火星都在同时距离火星公转,这使得两个星球的距离有时极其远,有的时候相对较近,但是最近的时候也有五千五百万公里。

  AC-312型小型民用直升机

  051型首制舰济南舰1968年12月24日在大连造船厂开工建造,1970年7月30日下水,1971年12月31日首制舰交付中国人民解放军海军北海舰队。当时,由于舰上部分设备因研制进度拖延没有装舰,只能以后补装。

  每过两年左右,火星和地球就会接近一次,每过15-17年就会最为接近。换言之,每过两年,才会有一个可供发射的发射窗口,16年才能等到一次最佳时机。

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  051型导弹驱逐舰是一种以制海作战为主要目的的水面舰艇,拥有强大的反舰火力。不过,该型舰的防空和反潜火力比较薄弱,防空依靠的是57毫米或37毫米口径以及25毫米口径的高射炮,反潜手段只有反潜火箭弹和深水炸弹。

  然而,赶着窗口期去容易,但是回来可就费劲了,趁着窗口期返航极为困难,而要不然就要足足再等一个窗口期返程。

  涡轴-8型发动机

  1980年5月18日,中国首次向南太平洋发射远程运载火箭(即“东风五”)试验。106舰、107舰、108舰,131舰、132舰及162舰等六艘051型军舰担负为赴太平洋参加运载火箭飞行试验的测量船队护航、警戒的任务。这一次远航展示了该型军舰的良好性能。

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  而在涡扇发动机方面,军转民工作的急先锋则是涡扇-10太行发动机。在2017年举办的北京航展上,中国航空发动机集团展示了多款以太行发动机为基础衍生而来的民用燃气轮机,并实现了一机多型。在太行一款发动机的基础上,搞出了三款不同功率的燃气轮机。它们分别是:QD-70燃气轮机,QD-185燃气轮机以及QD-400燃气轮机。QD两个字母表示“发电用燃气轮机”,而后方的数字表示功率,太行一款核心机衍生出了7兆瓦、18.5兆瓦以及40兆瓦三款民用燃气轮机,可谓是硕果累累。而在研制过程中,为了实现QD-400型燃气轮机高达40兆瓦的功率,还创新地采用了“间冷回热”技术,通过“中冷器”降低压气机温度,进一步压缩了空气密度,增大空气流量。而在燃气轮机后部,采用了回热再生循环装置,将排出的废热循环利用,有效增加燃气效率。间冷、回热两管齐下,将基础功率18.5兆瓦的太行生生提高到40兆瓦,热效率高达42%,达到了国际领先水平。

  051型后续舰由大连造船厂、上海中华造船厂、广州造船厂三个造船厂承担,在1970年和1991年之间建造。从2007年开始,服役30多年的051型驱逐舰开始逐步从中国人民解放军海军退役。

  图为地火霍曼转移轨道,也是最为节省燃料的轨道(图源航天爱好者网)

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