NASA又一項黑科技，輕質碳納米管超導材料作用不小，中國已有突破

磁流體動力是近年來國際航空航太領域的研究熱點， 俄羅斯Leninetz公司的AJAX概念， 其發動機就能採用磁流體能量旁路（MHD）技術， 擴展原有衝壓發動機的使用範圍， 成為高超聲速飛行器的未來動力來源。 目前， 隨著人工電離技術的進步， 以及各種新的等離子體和超導材料的研究發展， 中國在輕質碳納米管超導材料等航空工程技術方面也有很大突破， 使得運用磁流體效應控制飛行器外部和內部流動進入工程應用成為可能。

磁流體衝壓組合發動機的原理是：隨著飛行器飛行範圍向高超聲速區域擴展， 來流速度提升的同時氣流在進氣道中所需要進行的壓縮程度不斷增大， 溫度也隨之不斷升高， 磁流體衝壓組合發動機就能利用磁流體能量旁路， 通過磁流體發電和磁流體加速兩個核心動力學過程， 利用磁流體發電從發動機入口前的高焓氣流中提取部分能量轉變為電能，

降低氣流的速度和溫度， 將提取出來的能量通過磁流體加速重新注入燃氣中並使燃氣加速， 由於進氣道中氣體的部分動能可以不用經過燃燒室， 就可以轉化為噴氣流的動能。

眾所周知， NASA美國國家航空航天局是美國的一個行政性科研機構，

負責制定、實施美國的民用太空計畫與開展航空科學暨太空科學的研究， 他們的 蘭利研究中心就與美國空軍阿諾德工程研究中心合作研發的磁流體加速風洞技術， 認為平衡以及非平衡等離子體都能得到有效加速， 進一步對電弧加熱後噴出的氣體進行磁流體加速， 是一種非常好的非熱力加速方法， 加入的能量可以使氣流的速度增大， 並提高氣流總壓， 表明等離子體在洛倫茲力的作用下可以用於航太推進。 採用電離種子輔助電離提高氣體電導率後， 氣體甚至可以被加速到高超聲速， 這也為高焓高馬赫數風洞奠定了技術基礎。

美國國防部、能源部、NASA、科學基金會（NSF）開展基於磁流體技術的先進高超聲速風洞（MARIAH）研究專案，

以及美國空軍阿諾德工程研究中心、空軍研究實驗室、普林斯頓大學、俄羅斯中央空氣動力研究院（TSAGI）、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）、桑迪亞國家實驗室（SNL）等單位研究的基於輻射驅動的高超聲速風洞（RDHWT）項目， 都在解決8馬赫以上高超聲速風洞面臨的問題。 後續的RDHWT/MARIAH 風洞項目對於複現風洞的運行原理又進行了研究， 通過高壓氣源儲存壓力能， 採用輻射加熱方式對噴管後的超聲速氣流加熱， 再利用非平衡電離磁流體加速方式進一步提高氣流總壓和總焓， 通過逐級的能量注入， 減少對各級設備的性能要求, 比如減少高壓氣源儲氣壓力、降低噴管後超聲速氣流的輻射加熱溫度等等。

磁流體動力在航空工程中有著非常廣闊的應用前景， 解決磁流體發電、磁流體加速通道內部複雜的流動、超聲速氣流電離、高電導率、低重量等問題， 就能在高超聲速飛行器上的應用。 比如， 由於採用衝壓發動機為動力的高超聲速飛行器的發動機沒有旋轉部件， 無法採用傳統的方式放電，獨立型或嵌入型磁流體發電可以為飛行器機載設備長時間提供電能。另外，從未來高超聲速飛行器對電能高功率和長時間有很高的要求，也需要研究總體設計、電池方案、額定功率、推力損耗、體積重量等可行性方案。俄美高超聲速飛行器研發亮點太多，中國在這領域能力如何，當然還需要我們進一步的研究搜索，去尋找新的資料來一觀一看。

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無法採用傳統的方式放電，獨立型或嵌入型磁流體發電可以為飛行器機載設備長時間提供電能。另外，從未來高超聲速飛行器對電能高功率和長時間有很高的要求，也需要研究總體設計、電池方案、額定功率、推力損耗、體積重量等可行性方案。俄美高超聲速飛行器研發亮點太多，中國在這領域能力如何，當然還需要我們進一步的研究搜索，去尋找新的資料來一觀一看。

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