中國(guó)某研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，在超級(jí)風(fēng)洞中，完成了全程點(diǎn)火飛行測(cè)試。速度從6馬赫一直拉到16馬赫……換算下來(lái)，時(shí)速接近2萬(wàn)公里。這是變態(tài)級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)，中國(guó)點(diǎn)燃了。

全程穩(wěn)定燃燒，沒(méi)有喘振，沒(méi)有超標(biāo)振動(dòng)。更***的是，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)燒的不是金貴的液氫，用普普通通的航空煤油。低價(jià)高能！很多人可能沒(méi)啥概念，實(shí)話(huà)告訴你，這是航空動(dòng)力領(lǐng)域的一次換代。

一個(gè)困擾人類(lèi)幾十年的"死亡區(qū)間"

要理解這件事有多重要，得先搞清楚一個(gè)問(wèn)題：人類(lèi)的飛行器，為什么飛不到更快呢？答案藏在一個(gè)"速度斷層"里。

今天我們能造出的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，大致分三檔：

第一檔，渦扇和渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。這是民航客機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)的主力。靠風(fēng)扇壓縮空氣、混合燃料燃燒、向后噴射產(chǎn)生推力。成熟、可靠、省油。但有個(gè)天花板……速度到了3.5馬赫左右，風(fēng)扇葉片就扛不住了。超音速氣流會(huì)讓葉片變成"剎車(chē)片"，越轉(zhuǎn)阻力越大。

第二檔，沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。沒(méi)有風(fēng)扇，全靠飛行速度本身來(lái)壓縮空氣。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論速度快。但有個(gè)致命前提……飛行速度必須超過(guò)2.5馬赫，進(jìn)氣才夠猛，燃燒才能啟動(dòng)。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)不能從零起步，必須靠別的發(fā)動(dòng)機(jī)，先把它加速到足夠快。且沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的速度上限，大約在8到10馬赫，再快燃燒就不穩(wěn)定了。

第三檔，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。不吸氣，自帶氧化劑，想燒多快燒多快。理論上可以達(dá)到32馬赫甚至更高。代價(jià)是……你得把氧化劑也帶上。火箭大部分重量都是燃料和氧化劑，效率極低。且沒(méi)法在大氣層內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間巡航。

看到了嗎？渦扇到3.5馬赫。沖壓到8到10馬赫。火箭從0到32馬赫都能覆蓋，但太貴、太笨重。那從10馬赫到30馬赫之間呢？這個(gè)區(qū)間，就是空天飛機(jī)、高超音速巡航飛行器、可以說(shuō)未來(lái)第七代戰(zhàn)斗機(jī)最需要的。目前全世界，沒(méi)有一種吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，能在這一段穩(wěn)定工作。這就是航空動(dòng)力的"死亡區(qū)間"。

斜爆震：那個(gè)來(lái)填死亡區(qū)間的狠角色

斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，英文叫Oblique Detonation Engine，縮寫(xiě)ODE。光名字就***級(jí)硬核。它的工作原理，其實(shí)可以講得很直白。

普通發(fā)動(dòng)機(jī)是"慢慢燒"……燃料和空氣混合后，平穩(wěn)燃燒，慢慢膨脹，向后噴射。這叫等壓燃燒。效率有上限，壓力還沒(méi)到最高點(diǎn)，氣體就已經(jīng)開(kāi)始膨脹排出了。

斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)是"炸著燒"……燃料和空氣混合后，不是慢慢點(diǎn)著，是直接用激波"引爆"（這就是***）。爆炸產(chǎn)生的沖擊波以超音速傳播，在極短時(shí)間內(nèi)釋放巨大能量。這叫等容燃燒……在一個(gè)幾乎不變的體積里瞬間完成燃燒，熱效率遠(yuǎn)高于慢慢燒。斜爆震的燃燒做功效率可以達(dá)到70%以上，是普通渦扇燃燒效率的兩倍還多。

知道"斜"是什么意思呢？普通的爆震，波是垂直于氣流方向的，像一堵墻橫在管子里。斜爆震的爆震波是傾斜的，像一道斜插在氣流中的刀片。這道"刀片"一邊壓縮氣流，一邊完成點(diǎn)火和燃燒，整個(gè)過(guò)程一氣呵成。

斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單到令人發(fā)指……本質(zhì)上就是一根特殊形狀的管子。沒(méi)有風(fēng)扇，沒(méi)有渦輪，沒(méi)有壓氣機(jī)。所有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)部件全部取消。簡(jiǎn)單不等于容易。相反，斜爆震是三種爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（脈沖爆震、旋轉(zhuǎn)爆震、斜爆震）里難度最高的一個(gè)。你要讓那道斜著的爆震波"站"在固定位置不動(dòng)……氣流以好幾倍音速?zèng)_進(jìn)來(lái)，爆震波必須以精確的角度和位置，不早不晚、不前不后。稍有偏差，要么熄火，要么爆炸失控。這個(gè)難度，就像在瀑布里讓一片樹(shù)葉懸停在空中不動(dòng)。幾十年來(lái)，全球無(wú)數(shù)團(tuán)隊(duì)嘗試過(guò)，都沒(méi)能真正解決。

這一次，中國(guó)做到了什么？

中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)在超級(jí)風(fēng)洞中，完成了斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的全程點(diǎn)火測(cè)試，幾個(gè)牛逼細(xì)節(jié)：

第一，速度覆蓋范圍極寬。 測(cè)試從6馬赫一路做到16馬赫，全程燃燒穩(wěn)定、做功持續(xù)平穩(wěn)，沒(méi)有出現(xiàn)喘振，也沒(méi)有出現(xiàn)任何非預(yù)期的超標(biāo)振動(dòng)。普及一下16馬赫？就是音速大約是每小時(shí)1225公里。16倍音速，就是每小時(shí)接近2萬(wàn)公里。從北京到紐約，不到一個(gè)小時(shí)。

第二，用的是航空煤油。 不是液氫，不是液甲烷，不是某種實(shí)驗(yàn)室里的特殊燃料，就是飛機(jī)上常用的那種航空煤油。這一點(diǎn)的意義怎么強(qiáng)調(diào)都不過(guò)分。液氫的能量密度確實(shí)高，但它要在零下253攝氏度保存。極低溫、易揮發(fā)、極難工程化處理。用液氫的飛行器，光是燃料儲(chǔ)存系統(tǒng)就能吃掉大量空間和重量。而航空煤油，常溫就能儲(chǔ)存，現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)、現(xiàn)有后勤體系都能直接供應(yīng)。

正常來(lái)說(shuō)，用航空煤油跑通斜爆震，意味著這條技術(shù)路線(xiàn)從一開(kāi)始就是奔著實(shí)用化去的，不是實(shí)驗(yàn)室里的花瓶。

第三，燃燒效率極高。 燃燒做功效率超過(guò)70%，是傳統(tǒng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍以上。而且斜爆震可以在1秒內(nèi)完成800次以上的反復(fù)點(diǎn)火和爆震……人眼根本分辨不出來(lái)，只有高速攝影才能捕捉到那一道道連續(xù)的激波閃光。

能做到這一切，靠的是什么呢？

一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)要在6到16馬赫的條件下測(cè)試，你得先有一個(gè)能把氣流吹到6到16馬赫的風(fēng)洞。這不是普通的風(fēng)洞。中國(guó)目前擁有全球領(lǐng)先的高超音速風(fēng)洞群，其中JF-22激波風(fēng)洞可以模擬最高約30馬赫的飛行條件，能復(fù)現(xiàn)40公里以上高空的真實(shí)大氣環(huán)境。用于本次斜爆震測(cè)試的風(fēng)洞，工作范圍覆蓋6到22馬赫，在這一區(qū)間內(nèi)可以提供穩(wěn)定、可控的高焓氣流條件。就是說(shuō)中國(guó)的工程師想測(cè)試一臺(tái)16馬赫的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，他們有地方可以測(cè)。而且不只是測(cè)一下……可以反復(fù)測(cè)、長(zhǎng)時(shí)間測(cè)、在不同工況下測(cè)。

而美國(guó)呢？美國(guó)同類(lèi)風(fēng)洞在模擬時(shí)長(zhǎng)和極限熱流密度方面，目前落后于JF-22。俄羅斯的高焓風(fēng)洞規(guī)模有限。其他國(guó)家就更不用說(shuō)了。可以說(shuō)，在6馬赫以上的高超音速風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)芰@個(gè)維度上，中國(guó)沒(méi)有對(duì)手。這次斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試成功的消息傳出后，外界的反應(yīng)不是"終于有人做到了"，而是"果然只有中國(guó)做到了"。因?yàn)槟愕孟扔绣仯拍艹床恕?/p>

以后呢？空天飛機(jī)和第七代戰(zhàn)斗機(jī)

斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的終極目標(biāo)，不是讓導(dǎo)彈飛得更快……雖然也是應(yīng)用方向之一。它真正的舞臺(tái)，是兩種飛行器：空天飛機(jī)《太空飛機(jī)》……一種能從跑道起飛、在大氣層內(nèi)高超音速巡航、最終沖出大氣層進(jìn)入近地軌道的飛行器。不是火箭那種一次性使用的，而是像飛機(jī)一樣可重復(fù)使用。

第七代戰(zhàn)斗機(jī)……目前第六代戰(zhàn)斗機(jī)還在研發(fā)中，但第七代的核心技術(shù)指標(biāo)，目前已經(jīng)逐漸清晰：持續(xù)高超音速巡航能力-跨大氣層機(jī)動(dòng)能力-全球快速到達(dá)。這些指標(biāo)，靠傳統(tǒng)的渦扇或沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)根本做不到。斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，剛好能覆蓋這兩個(gè)飛行器最需要的速度段……從6馬赫到16馬赫，甚至更***。如果將縮比例測(cè)試樣機(jī)等比放大為實(shí)機(jī)，推力可能達(dá)到50到100噸級(jí)別。配合斜爆震極高的燃油效率和極輕的結(jié)構(gòu)重量，這樣的動(dòng)力足以支撐一架空天飛機(jī)從大氣層內(nèi)加速到接近軌道速度。如果一切順利，從北京起飛，一個(gè)小時(shí)之內(nèi)可以到達(dá)地球上任何一個(gè)角落。你沒(méi)敢想象吧！放心這不是科幻。這是斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)理論上的能力邊界。現(xiàn)在，中國(guó)剛剛把這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，從理論推到了風(fēng)洞里的真實(shí)火焰。

啰嗦到現(xiàn)在，再說(shuō)一點(diǎn)

航空動(dòng)力的每一次換代，都會(huì)重新定義戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)和交通的邊界。從活塞到渦扇，從渦扇到超燃沖壓，從超燃沖壓到斜爆震……每一次跨越，背后都是幾十年的基礎(chǔ)研究和無(wú)數(shù)次失敗。中國(guó)在爆震發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的布局，不是一兩天的事。從旋轉(zhuǎn)爆震到斜爆震，從氫氣燃料到航空煤油，從脈沖式點(diǎn)火到穩(wěn)定駐波……每一步都走得扎實(shí)很用心。現(xiàn)在這次測(cè)試，不是終點(diǎn)。但它是一個(gè)信號(hào)：在人類(lèi)追求更快飛行的路上，有一盞燈，是北京點(diǎn)亮的。返回搜狐，查看更多