【時事軍事】新發動機技術或為美軍帶來巨變

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【大紀元2022年07月28日訊】今日社會,武器和軍隊作用,被賦予比殺戮更深的意義。強大的軍力,往往用作威懾,維持世界和平,及人類安全。戰爭,雖然變得隱蔽,但從未停止。【時事軍事】帶您到最前面,看清正邪之爭的細節和真相。

7月中旬,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)公布了一項名為Gambit的新型高速導彈計劃。該計劃旨在利用一種新的推進方法,不僅在武器開發方面,而且對飛機、軍艦的動力方式都可能產生深遠影響。

這種推進系統被稱為旋轉爆震發動機(RDE),它可能比現有的噴氣發動機更輕,同時在動力輸出和燃料效率方面有顯著提升。

對於大多數人來說,RDE可能還是一個非常陌生的名詞,但是在高超音速軍備競賽和美國嚴重關切中共威脅的情況下,這項技術的重要性顯得很突出,它有可能幫助美國抵消中共和俄羅斯提出的一些戰術和戰略優勢。

幾十年來,RDE一直處於理論探索階段,還沒有完全跨越應用開發的障礙。理論上,它有望比傳統噴氣發動機更高效,有可能大幅度提高導彈的速度和射程,或者在同樣速度和射程條件下體積更小。

它在噴氣戰鬥機領域的應用前景也非常可觀。戰鬥機為了在瞬間獲得更大的速度需要打開後燃器(也就是加力燃燒室),將大量燃料注入後燃室以增加推力。可以想像,這將加速燃料的消耗,減少飛機的航程。RDE有可能在實現推力提升的同時大幅減少燃料消耗。

但是,並非所有RDE潛在的應用都在天空,更有前景的用途可能是在海上。除了核動力航母和潛艇以外,還有相當部分的艦隊使用常規動力。據2016年的統計,美國海軍一年的燃料消耗是8600萬桶。因此,海軍對這種高效推進方法感興趣的程度可能不亞於其它軍種。

按照2012年美國海軍的說法,RDE可以使軍艦的推力增加10%,燃料消耗減少25%,使其在同等燃料消耗的情況下獲得更大的速度和航程,僅此一項每年就可節省大約5億美元。實際上,美國海軍早在1982年就申請了自己的RDE專利。這項技術的價值在於,它可能為海軍提供更多的動力儲備、更大的活動範圍和更高的航行速度,同時可能極大地改善令海軍最為頭痛的預算問題。

此外,開發和製造成本的降低也非常重要。按照空軍研究實驗室的說法,RDE技術可以使高速武器的價格更低。要知道,美國空軍正在開發的高超音速武器,平均每件的成本可能高達1.06億美元。當然,RDE還可能帶來維護使用方面的好處。

RDE概念是在1950年代由美國密歇根大學教授阿瑟·尼克爾斯(Arthur Nicholls)等人提出的。

爆燃指的是空氣/燃料混合物的點燃和亞音速燃燒,而爆炸則是超音速的。其原理是,在發動機內產生一個強大的壓力波,壓縮未燃燒的燃料,然後在所謂的爆燃或著說爆炸過渡(DDT)中,將其加熱到點火溫度。燃燒過程不是一般意義上的爆燃,而是爆炸,從而在相同質量的燃料中獲得更大的推力。爆炸衝擊波的傳播速度明顯快於今天的噴氣發動機所利用的爆燃波,每秒可達2000米,而爆燃波的速度僅為每秒10米。

2008年5月,美國空軍研究實驗室(AFRL)創造了歷史,利用美國縮尺複合體公司(LLC)製造的名為Long-EZ的飛機實現了世界上第一次載人脈衝爆震動力飛行。試飛員皮特·西博爾德(Pete Siebold)駕駛這架不尋常的飛機達到了每小時120英里的速度。

空軍研究實驗室的弗雷德·肖爾(Fred Schauer)說,就燃料效率而言,這是一個潛在的遊戲規則改變者。如果用傳統的燃燒方式操作這台發動機,在相同燃料情況下只會產生不到三分之一的推力。

由於RDE不需要像脈衝引爆發動機那樣需要對燃燒室進行清洗再重新填充燃料,所以它比脈衝引爆發動機更有效率。RDE有點像1960年代,從渦輪噴氣到渦輪風扇發動機的飛躍,但它更適用於高超音速飛行,它給高超音速航空領域帶來的跨越要比前者大得多,因為它在帶來性能提升的同時,不需要你付出重量增加和空氣動力性能下降的代價。

7月18日,DARPA的戰術技術辦公室(TTO)發布了一份關於Gambit導彈計劃的特別通知,宣布了一個提案人日,讓企業獲得更多關於這項工作的信息。通知中,DARPA描述該計劃的目標是開發和演示一種新型的旋轉爆震推進系統,該系統能夠為反介入/區域拒止(A2AD)作戰環境提供大規模生產、低成本、高超音速、遠程武器的空對地打擊能力。計劃在未來3年內,分兩個階段完成。第一個階段將需要競爭者完成他們的初步設計和一些有限的測試,而第二個階段將最終完成設計並進行RDE系統的全面飛行測試。

雖然公告對Gambit的總體目標提供的細節很少,但公告指向美國國防機構目前所面臨的具體挑戰。提到Gambit在反介入/區域拒止(A2AD)環境中的使用,這意味著該計劃涉及到美軍與中共對峙的任何地方。近年來,美國國防部努力的重點一直是針對越來越多從中國海岸延伸到1000多英里開外的各種反艦導彈形成的所謂區域拒止能力。

美國當然有能力出動射程足夠遠的空射導彈,瓦解中共的區域拒止戰略,但實際作戰不是像派出攜帶巨大導彈的B-52轟炸機那麽簡單。武器的尺寸非常重要,這就是為什麼RDE憑藉其驚人的高效和輕巧的體態,成為遊戲規則改變者的原因。

美國的航母戰鬥機 F-35B/C和F/A-18,它們的作戰半徑都不超過650英里,這意味著,在沒有遠程彈藥的情況下,航母必須駛入危險地帶才能發動有效的攻擊。

RDE有可能圓了美國海軍長期以來一直未能實現的夢想,就是為其艦載機裝備遠程高超音速巡航導彈,這些導彈要達到1000公里以上的射程,小的戰鬥機在掛載它的情況下,足以擠到航空母艦的升降機上,而不會與甲板碰撞。

RDE技術也可能導致現有武器的小型化,使F-35這樣的隱形戰鬥機能夠在其內部彈艙攜帶更多的彈藥。使現有的戰鬥機、導彈可以飛得更快、更遠。這將對空對空和空對地作戰產生深遠的影響。

撰文:夏洛山(《大紀元時報》記者,曾經歷過十幾年的軍隊生活,主要從事軍隊的教學和一些技術管理工作)
製作:時事軍事製作組
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責任編輯:連書華#

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