SCMP:中国航空航天工业在研发超高速涡轮喷气发动机方面取得了重大进展。太行国家

飞扬军事铁棉袄 2025-02-02 20:11:33

SCMP:中国航空航天工业在研发超高速涡轮喷气发动机方面取得了重大进展。

太行国家实验室是中国西南地区领先的航空发动机研究机构,该实验室的科学家已经完成了一款未命名发动机的地面测试,该发动机采用了先进的人工智能技术,能够以高达4马赫的速度高效稳定地运行。

由Ji Chunsheng研究员领导的项目团队在1月16日发表在《推进技术》杂志上的一篇经同行评审的论文中称,该发动机符合军方 “100%供应链本地化 ”的要求。

该实验室以其在为歼-20等先进战斗机提供动力的太行系列发动机方面的创新工作而闻名,处于中国航空航天技术进步的前沿。

这是官方首次证实中国高马赫军用飞机项目的存在。

该项目旨在制造比美国传奇飞机 SR-71 Blackbird 更快、更先进的飞机。黑鸟侦察机的速度可达 3.2 马赫,但由于运营成本过高,已于 1999 年退役。

此后,包括美国在内的任何国家都没有能够超过3马赫的飞机。

中国的高速涡轮喷气发动机采用双模式设计,类似于“黑鸟”上使用的J58发动机。

这种发动机在低速时使用涡轮压缩空气以实现高效燃烧,而在高速巡航时则打开一个额外的进气口,让空气直接进入燃烧室以增加推力。

中国人民解放军要求中国的新飞机比“黑鸟”速度更快、经济性更好,这对发动机设计师来说是一个重大挑战。

Ji团队表示,以发动机上的国产军用CPU为例,由于工作环境恶劣,其运算频率和性能面临很大限制。

Ji和他的同事们补充说,中国科学家开发了一种“增强型高马赫自适应模型”来提高发动机的性能,使其能够在几乎所有工作条件下“聪明地”工作,从而满足军方严格的“工程应用要求”。

开发过程并非没有挑战。一个主要问题是机载计算机对发动机状态的估计与实际情况之间存在差异,这会严重影响发动机的控制。

Ji团队写道:“在实际应用中,实时模型的估计输出与真实输出之间存在偏差。”

这主要是因为发动机部件由于制造和安装的不确定性而与设计值存在差异,尽管只是微小的差异。

随着时间的推移,部件的性能也会下降。例如,众所周知,“黑鸟”令人头疼的问题是发动机漏油,原因是部件之间的间隙越来越大。这些问题会让计算机上当受骗。

如今,制造精度和质量控制比“黑鸟”时代有了显著提高,Ji团队进行了大量实验,收集误差数据,用于提高模型精度。

同时,他们还开发了一种独特的人工智能算法,使军用芯片能够在短时间内完成大量复杂的计算。

地面测试证明,该发动机可以长时间高效稳定地运行。

“该模型可以实时在线跟踪和估算发动机的特征参数和健康参数,准确度高,证明具有很高的工程应用价值,"Ji团队写道。

人们普遍认为,中国在传统涡轮喷气发动机技术方面远远落后于西方,因为没有一架民用飞机使用国产发动机。

然而,根据一些公开信息,中国科学家和工程师已经在一些关键技术上取得了突破,包括热管理、新型叶片材料以及发动机的整体设计和制造。

去年,中国政府决定对飞机发动机部件技术和制造设备实施出口管制,加上最近两架第六代战斗机的公开试飞,这些都让人们猜测中国的航空航天业即将跃居领先地位。

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