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澳门威尼斯人线上导航,一点就炸,为何人们仍不放弃氢燃料?这一优势太诱人

2020-01-09 17:31:04 人气: 858

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冷战期间美苏之间的明争暗斗一直是人们津津乐道的话题,两者之间除了武器研发和国际政治上的针锋相对之外,侦查手段上的竞争也是非常吸引人的。众所周知,美国最著名的两大侦察机是高空的u2侦察机和更为强悍的三倍音速黑鸟飞机,苏联则是不锈钢机身的米格25。那么,美国研制的液氢燃料超级侦察机有没有人听说过呢?

▲黑鸟侦察机是冷战期间美军的利器

飞机的发动机是内燃机的一种,无论是活塞式发动机还是涡桨涡扇涡喷,都是靠燃烧航空汽油或者航空煤油来让飞机前进飞行的。航空燃料常规情况下为液态,方便存储运输,不过从化学和物理角度分析,液态氢燃料无疑是效率更高的燃料,不但重量轻热值大,也不易污染环境,直到今天,在新能源汽车遍地跑的情况下,氢能源汽车依旧是个非常诱人的研究方向。

▲长征5号就使用了液氢当做第一级的燃料

氢能源最大的问题是存储。气态氢气的密度非常小,因此可以用来制造氢气球,著名的齐柏林飞艇就使用了33780立方米的氢气飞行,但是也因为氢气易燃易爆被舍弃。液态氢的密度仅有70.85千克每立方米,熟知初中物理的人都该知道,这密度只有一般航空燃料的十分之一,能让飞机的重量大大降低。我们举个简单的例子,我国使用的歼15战机内油超过9吨,如果使用液氢作为燃料,能让飞机的最大起飞重量降低8吨,大幅度提高飞机的挂载能力和飞行能力。当然这只是个例子,液氢的体积很大,歼15装不了这么多,自然不能这么简单的换算。

▲土星五号的第二第三极也是液氧液氢动力

但是液氢也有非常棘手的问题,那就是存储运输。液氢的沸点为20.37k,也就是零下252.78度,常温常压下,也需要非常坚固的容器来存储。飞行器在高空高速飞行时,尽管外界的温度非常低,但是机体表面摩擦会产生热量,使得飞机迅速升温,这对液氢容器来说是非常危险的。

1956年,黑科技专家洛克希德准备研制u2飞机的后继产物,cl400液氢动力飞机,重点就是高空高速飞行能力。飞机的性能非常出色,高空最大速度2.5马赫,最大飞行高度30480米,航程4000千米。由于飞机要使用液氢燃料,因此整机非常大,长度50米,翼展都超过今天的全部战斗机,达到25.5米,仅仅是可收放的腹鳍就有惊人的9.1米,比一般客机的垂尾还要大。

▲cl400的外形图

洛克希德在绝密的情况下进行项目,外界也极度专注这种次时代的飞行器,整个项目的所有人都被媒体密切关注,当时平民的科学知识还远远不到位,甚至在听说了氢这个关键词后就误以为政府在研制氢弹,简直哭笑不得!

从1956年世界的科技发展来看,这种想法几乎是异想天开。科研人员针对液氢的易燃易爆性质进行了多次实验,发现只要技术到位,液氢是可以使用的。洛克希德专门为液氢设计了非常复杂的绝缘油箱,并且用真空来对输送管道进行隔热,很多部位都有耐高温设计,一旦在飞行中发生裂缝或者结构损坏,飞机将会在一瞬间被毁掉,绝对不能马虎。

▲cl400想象图,和f104有些相似

然而,液氢动力的诸多不足也逐渐暴露出来。液氢的特殊性质不能像一般的燃油一样装在机翼油箱甚至是见缝插针的小油箱里,很多飞机在机身受力结构中使用的油箱也不能装载液氢,低温会使得飞机的结构变得非常脆弱。不能利用机身的空间就使得飞机的航程不足,而增加燃料又困难重重。普惠公司专门研发的液氢发动机燃烧效率不够高,只能一点的一点的提高。

洛克希德脑洞也变得更大,既然燃料不足就放大机体,最后甚至考虑过尺寸接近足球场的超级飞机,整体尺寸甚至不输于超级客机波音747。事已至此,正常人都知道项目已经到了无法规避时代限制的地步,洛克希德也承认氢燃料飞机的难度太高,常规动力才是解决问题的务实做法。

液氢cl400的后继计划就是至今看起来依旧极为震撼的黑鸟

由于当时美军迫切而需要高空高速侦察机,因此洛克希德放弃了氢燃料,但是没有放弃高空高速侦察机,他们在已有的技术基础上研制成功了著名的sr71黑鸟。sr71虽然也不能算是成功的机型,但是达到甚至超过的美军的要求,单说飞行性能,甚至还幅超越米格25,成为最难拦截的量产有人飞行器之一。

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