微信公眾號“清華大學(xué)”消息，2022年1月24日上午，清華大學(xué)航天航空學(xué)院王兵教授團隊進行了自主研發(fā)的新型發(fā)動機飛行演示試驗，發(fā)動機在預(yù)定的高度和速度范圍內(nèi)成功點火、穩(wěn)定工作，試驗取得圓滿成功。

試驗表明，我國已經(jīng)掌握該新型發(fā)動機的自主研發(fā)與工程實現(xiàn)能力，在新型空天動力領(lǐng)域躋身世界前列。

發(fā)動機點火（示意圖）

在航空領(lǐng)域?qū)捤儆?、跨空域飛行的發(fā)展趨勢推動下，傳統(tǒng)空天動力在性能提升方面，已經(jīng)遇到理論極限與技術(shù)瓶頸。盡管早在上世紀50至60年代，國際上便提出了將自增壓燃燒技術(shù)應(yīng)用于動力系統(tǒng)的理念；但直至2011年前后，隨著相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表數(shù)量的增加，才逐漸引發(fā)國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度關(guān)注。

王兵帶領(lǐng)的噴霧燃燒與推進實驗室團隊，在多年研究火箭發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，敏銳地把握空天科技的領(lǐng)域前沿，在國內(nèi)幾乎空白、國際上方興未艾的情況下，從零起步，構(gòu)建新型熱力學(xué)循環(huán)方式，自主研制新型沖壓發(fā)動機。結(jié)合數(shù)值仿真與實驗，實驗室經(jīng)過近十年的探索與嘗試，克服觸發(fā)難度高、可控性差、機理掌握和認知不充分等困難，解決發(fā)動機點火、寬當(dāng)量寬流量調(diào)節(jié)、自主可控等關(guān)鍵問題，在機理研究、數(shù)值計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、實驗方法等方面都取得了重要突破。經(jīng)過前期數(shù)值模擬、基礎(chǔ)實驗、地面試驗等環(huán)節(jié)的嚴謹驗證，飛行試驗蓄勢待發(fā)。

發(fā)動機總裝

上午11點30分，試驗任務(wù)由“清航·大興號”兩級火箭助推執(zhí)行。一級火箭分離后，二級火箭將任務(wù)段發(fā)動機推到預(yù)定高度和速度。發(fā)動機進氣道實現(xiàn)高效吸氣，供油系統(tǒng)將航空煤油霧化噴入燃燒室，點火系統(tǒng)順利啟動，燃燒室與發(fā)動機穩(wěn)定工作，獲得持續(xù)推力，試驗取得圓滿成功。

火箭升天（示意圖）

“通過此次飛行任務(wù)，我們獲得了真實飛行條件下，工作環(huán)境參數(shù)變化對發(fā)動機燃燒室運行特性的影響，充分檢驗了發(fā)動機的真實工作特性，并驗證現(xiàn)有技術(shù)路線的可行性，為新技術(shù)走向工程化和產(chǎn)品化，提供了重要的試驗數(shù)據(jù)，積累真實的飛行經(jīng)驗。這一成果將進一步豐富我國航空宇航事業(yè)的圖譜，在新型動力方面具有重大戰(zhàn)略意義?！蓖醣f。

在盡可能短的時間內(nèi)聚合最大能量，實現(xiàn)從地面試驗到真實飛行試驗的重大跨躍，推動實際工程應(yīng)用的進程，也充分得益于科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的有效嘗試。此次飛行試驗任務(wù)命名為“清航壹號”， 科學(xué)任務(wù)和試驗總體方案由清華大學(xué)航天航空學(xué)院自主提出，由王兵帶領(lǐng)噴霧燃燒與推進實驗室負責(zé)發(fā)動機整體設(shè)計，成果轉(zhuǎn)化項目公司清航空天（北京）科技有限公司完成發(fā)動機整體制造和裝配，具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)。北京凌空天行科技有限責(zé)任公司負責(zé)飛行載具設(shè)計和任務(wù)實施，雙方緊密配合，共同推動飛行試驗順利進行。

團隊部分成員合影

在現(xiàn)場見證成功時刻的團隊成員謝嶠峰，博士階段即師從王兵進行相關(guān)機理和仿真研究。從實驗室到發(fā)射場，他表示：“從搭建試驗臺開始，多年來王老師帶著我們攻關(guān)關(guān)鍵技術(shù)突破，將基礎(chǔ)研究作為工程轉(zhuǎn)化、任務(wù)研發(fā)的底氣，摸著石頭過河，一步步探索適合清華的工程化的道路。一切都非常值得，并且我們相信未來大有所為?！?