航天｜中国飞天二号高超音速飞行器在试飞中展现关键能力
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受到美国制裁的大学称试飞证明了关键能力，例如可变攻角的自主飞行。

Zhang Tong

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据西北工业大学网站周一发布的公告，中国西北工业大学在西北某地成功试飞了飞天二号高超音速飞行器。

研究团队表示，此次试验首次成功获取使用煤油-过氧化氢推进剂的火箭基组合循环（RBCC）发动机的实飞数据。该大学的声明称，此次试飞验证了其关键性能，包括可变几何进气运行、推力变加速度和可变攻角自主飞行。

该项目由西北工业大学牵头，陕西省航天动力研究所参与。此前，飞天一号原型机于2022年7月进行了飞行测试，验证了该发动机在不同速度下实现稳定过渡的能力。

值得注意的是，西北工业大学受到美国制裁，购买美国制造的敏感研究设备和部件需要获得美国商务部的特别批准。西北工业大学的本科生在申请美国学习签证方面也面临重大障碍。

2022年9月，中国当局公开指责美国国家安全局（NSA）专门针对该大学的访问行动部门（TAO）对该大学进行了大规模网络攻击。

高超音速飞行器有时会在大气层外或极其稀薄的空气中运行，这使得它们无法像吸气式发动机那样利用大气中的氧气。因此，它们必须携带氧化剂和燃料。

传统的高超音速推进剂包括液氧与煤油，或液氢与液氧。美国X-51A超燃冲压发动机采用碳氢燃料，因为其冷却需求较低，而飞天一号则表明煤油可以有效地用作推进系统的燃料。
飞天二号通过使用煤油和过氧化氢推进剂来实现这一目标。

虽然它在将推进剂转化为推力方面的效率不如液氢，但这种混合物无需复杂的低温系统，可以进行预先加油和长期待命。

飞天二号的外观较其前身有所改进，包括在火箭头部附近增加了机翼，以及明显更大更长的尾翼。

RBCC发动机代表着一种革命性的概念，它将传统火箭发动机和吸气式冲压发动机的优势整合到一个系统中。其核心目标是在大气层飞行过程中最大限度地利用大气中的氧气作为氧化剂，大幅减轻飞行器必须携带的氧化剂重量，从而显著提高有效载荷能力和燃油效率。

但所有组合循环发动机面临的一个根本挑战是实现运行模式之间的平稳过渡，特别是从弹射模式（火箭提供初始推力）到冲压喷气模式（在冲压喷气效应完全建立足够的推力之前，弹射火箭的推力会减小）。

本次实验中提到的“推力变化加速度”表明研究人员找到了一种弥合差距的方法，确保平稳连续的加速。

为了应对其他挑战，飞天二号的飞行试验很可能已经验证了其“可变几何进气口”，该进气口允许发动机在飞行过程中改变其内部结构，根据不同的条件进行调整，以实现不同速度下的峰值效率和稳定性。

此外，其“可变攻角自主飞行”将使飞行器能够根据飞行环境和任务要求自主调整攻角，以优化性能。

观察人士指出，从专注于发动机验证的飞天一号到展示可控飞行器的飞天二号的设计进程，体现了一种深思熟虑的、由国家战略驱动的两步走方法。

这一演变标志着中国RBCC发展道路已进入工程化阶段。

注：本文仅代表作者个人观点

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