作者:李沫潼 李婧 来源:清华大学微信公众号 发布时间:2022/1/24 13:51:35
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零的突破!清华大学自主研发的新型发动机成功发射

 

2022年1月24日上午

清华大学航天航空学院王兵教授团队

进行了自主研发的

新型发动机飞行演示试验

发动机在预定的高度和速度范围内

成功点火、稳定工作

试验取得圆满成功

试验表明

我国已经掌握该新型发动机的

自主研发与工程实现能力

在新型空天动力领域跻身世界前列

在航空领域宽速域、跨空域飞行的发展趋势推动下,传统空天动力在性能提升方面,已经遇到理论极限与技术瓶颈。尽管早在上世纪50至60年代,国际上便提出了将自增压燃烧技术应用于动力系统的理念;但直至2011年前后,随着相关研究结果发表数量的增加,才逐渐引发国内外学术界和工业界的高度关注。

王兵带领的喷雾燃烧与推进实验室团队,在多年研究火箭发动机燃烧不稳定性的基础上,敏锐地把握空天科技的领域前沿,在国内几乎空白、国际上方兴未艾的情况下,从零起步,构建新型热力学循环方式,自主研制新型冲压发动机。结合数值仿真与实验,实验室经过近十年的探索与尝试,克服触发难度高、可控性差、机理掌握和认知不充分等困难,解决发动机点火、宽当量宽流量调节、自主可控等关键问题,在机理研究、数值计算、结构设计、实验方法等方面都取得了重要突破。经过前期数值模拟、基础实验、地面试验等环节的严谨验证,飞行试验蓄势待发。

上午11点30分,试验任务由“清航·大兴号”两级火箭助推执行。一级火箭分离后,二级火箭将任务段发动机推到预定高度和速度。发动机进气道实现高效吸气,供油系统将航空煤油雾化喷入燃烧室,点火系统顺利启动,燃烧室与发动机稳定工作,获得持续推力,试验取得圆满成功。

“通过此次飞行任务,我们获得了真实飞行条件下,工作环境参数变化对发动机燃烧室运行特性的影响,充分检验了发动机的真实工作特性,并验证现有技术路线的可行性,为新技术走向工程化和产品化,提供了重要的试验数据,积累真实的飞行经验。这一成果将进一步丰富我国航空宇航事业的图谱,在新型动力方面具有重大战略意义。”王兵说。

在尽可能短的时间内聚合最大能量,实现从地面试验到真实飞行试验的重大跨跃,推动实际工程应用的进程,也充分得益于科技成果转移转化的有效尝试。此次飞行试验任务命名为“清航壹号”, 科学任务和试验总体方案由清华大学航天航空学院自主提出,由王兵带领喷雾燃烧与推进实验室负责发动机整体设计,成果转化项目公司清航空天(北京)科技有限公司完成发动机整体制造和装配,具备完全自主知识产权。北京凌空天行科技有限责任公司负责飞行载具设计和任务实施,双方紧密配合,共同推动飞行试验顺利进行。

在现场见证成功时刻的团队成员谢峤峰,博士阶段即师从王兵进行相关机理和仿真研究。从实验室到发射场,他表示:“从搭建试验台开始,多年来王老师带着我们攻关关键技术突破,将基础研究作为工程转化、任务研发的底气,摸着石头过河,一步步探索适合清华的工程化的道路。一切都非常值得,并且我们相信未来大有所为。”

 
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