爆震波發動機：將是中美俄航天領域，新一輪的革命性PK與博弈！

搶先一步？

若我告訴你：

假如

，從海南三亞飛到黑龍江哈爾濱，原本近

5個半小時

的飛行，可縮短到不到

30分鐘

，你會興奮不已麼？

這可不是什麼白日做夢！

美國佛裡達州大學的飛行動力研究團隊宣佈：他們終於在

高超音速飛行，找到了革命性的新突破口。按他們所披露的試驗資料：

只要裝載了這種新式飛機發動機，飛機就可以保持著6~17

馬赫的速度飛行！

這意味著，飛機能實現

每小時飛行

6500公里~2萬

公里，而這速度至少是如今的民航正常飛行速度的

8~26倍。所以，你不難想象，

從

紐約到洛杉磯（飛行距離約4000公里），他們喊話：只需

30分鐘，並非口出狂言

。

美國航天動力的最新突破

能讓這個美國科研團隊，敢如此暢想，一切皆源於，他們最新獲得的關鍵技術突破。航天科工領域，最尖端技術之一的爆震發動機，他們成功地讓持續爆震試驗的固定裝置，其爆炸時長，從

毫秒級

延長

到了幾秒鐘

。

估計聽到這裡，很多人會一頭霧水！

什麼是爆震發動機？幾秒的提升，有這麼大的意義？

爆震，又稱爆轟！而

爆震發動機，簡單理解，就是

將炸藥爆炸瞬間所產生的巨大化學能量，轉化為飛行動力。這一個想法，最早從上世紀40年代就有人開始暢想了，但事實上，直到了上世紀80年代，法國物理學家M。貝特洛等人，才開始著手將理論完善成型。

因為，相比

氫

、

氧混合物，

常壓下的

10米/秒

的燃燒速度，爆震的速度可達

2820米/秒

，擴散的速度甚至比音速都快上好幾倍。而高速釋放的能量，也令人期待無比，遵循這一原理的發動機，所能產生的瞬間動力，必然讓人有很大的驚喜。

所以，動力學家們很期待：

若能成功將這項推進技術

，落地到航天科工中去，那麼基於爆震的高超音速推進器，極有可能會在未來幾十年內，幫助人類突破巨大速度瓶頸，實現自由地在地球大氣，甚至太空高速旅行。

但控制爆炸，並非是一件容易的事情，就算是作為航天大國的美國，在這個課題上已研究了幾十年了，也一直無法在爆炸控制方面有太大的突破，美好的理論一直都停留在概念而已。

最大的瓶頸之一，就是

發動機所能控制的爆震穩定時長

！

可這一次，他們在實驗室中重新設計的實驗裝置，終於完成了這意義重大的“

幾秒的突破

”，確實讓他們振奮不已。

從幾毫秒級到3秒的突破，難能可貴在哪裡？

因為，要想這發動機完成持續動力輸出，完美地將爆炸瞬間所產生的能量，高效地直接轉化為發動機的持續推力。這就需要，讓爆炸持續足夠長的時間，來延續飛行的動力輸出，同時在工程結構上，還需完成持續的爆炸點燃……

這感覺有點像點鞭炮那樣，你得控制好

爆炸，防止它過分向上遊燃料庫區移動，也要預防持續爆炸，過度向尾端移動。若是前者的話，有可能會一次性引發更多燃料一次性都炸掉，對部件造成嚴重的破壞，若後者的話，那有可能會使得爆炸“引信”中斷，發動機突然“熄火”宕機……

所以，要平衡好這個點，真的很難！且你還得小心翼翼地將爆炸控制於固定的位置，並儘可能長時間地穩定維持。這就是這項技術，最大的難點之一，也是至關重要的關鍵點之一。

當然，這幾秒的突破，

尚未足以，讓這個還處於理論設計階段的概念發動機，具有太大的實用性

。可對於爆震發動機而言，這卻是非同尋常的一次重大突破！

美國人，是如何做到的？

這次突破性進展，被美國科學院，披露於5月10日的院刊上，不僅公佈了一些有關這個高超音速飛行技術的相關資料，還展現了這種名叫：

斜向爆震波發動機，

未來宏偉、美好的應用前景。

同時，論文簡單闡述試驗的過程：他們

將空氣和燃料的混合物，以高超音速（

超過音速的5倍

），引向一個斜坡，從而產生一個衝擊波。這種衝擊波迅速加熱燃料-空氣混合物，並將其引爆，而爆炸廢氣從發動機後面高速噴出。自然產生了他們所期待的結果——龐大的推力。

研究人員信心滿滿地表示：

理論上，這種爆炸，應該能夠推動飛機以

17倍音速飛行

，這種速度足以讓航天器飛出大氣層，甚至都不需要另外再搭載火箭。

相比之前的研究，該專案團隊最大的改進，設計了一系列

長約0.76米

的混合箱管，在這個反應室，成功將混合著空氣和氫氣燃料的氣體，加速到超音速，並精準地控制它在斜坡結構上爆炸，且成功地將這個爆炸，維持在斜坡結構的固定位置，大約3秒鐘！

而主導這個專案的主要成員之一的

艾哈邁德Ahmed，披露技術關鍵要點：

一、要平衡好，空氣-燃料混合物的比例；

二、要控制好，混合燃料

氣體流動的速度；

三、要掌控好，

斜坡的角度。

這次突破性進展，與最新的研究成果，也算給這專案團隊注入一劑強心針。畢竟，在此之前已經花了不少錢了，再不拿出點成績，他們也不好交代！雖說，這種新式發動機，在未來有極其廣闊的應用場景。可距離實際工程應用，它還是很基礎的一項研究，還有很漫長的路要走。而

美國空軍科學研究辦公室，不惜給它大包特攬地給予了長期支援資助，就算是美國國家科學基金會和美國航天局也不惜給他們掏足腰包。

不得不說，在重注基礎科學領域方面，他們這次寶押對了！

中美俄，航天科工的重頭戲——爆震發動機，這新一輪PK早已掀起

畢竟，爆震發動機，光這概念來說，並非是什麼新鮮玩意了！它的好處與廣闊前景大家都看在眼裡，也知道誰在基礎研究上，稍稍落後，未來很有可能就被動挨打。

我國的航天粉絲們，看到美國人這個訊息，在激動之餘也不用太灰心！因為，我國不少學術研究機構，其實早已對於這個基礎性的科學課題，開始佈局了！

特別是我國的

姜宗林團隊，

從2009年就開始研究迴轉爆震發動機（簡稱：RDE），在2017年的廈門高超音速國際大會上，更直接展示了660毫米直徑的試驗性樣機，採用液氫或者乙烯燃料，在M4。5和18500米的臺架和飛行條件下產生了靜推力。

而且，姜宗林團隊，最厲害的地方是，不僅把斜爆震發動機的工程樣機，也做出來了，還實際設計了與其配套的系列測試了裝置，比如，

高超音速風洞等等！

而另一個航天大國——俄羅斯，當然也不甘示弱的，早在4年前，他們就宣佈了

採用生態環保液體燃料的脈衝爆震航天發動機的研發。並且，他們在試驗中，成功地產生了不同能量的爆震波，並平衡了振動和衝擊負荷。

還有哪些難題，將會是這個領域重要的關卡

中美俄，若專注於那種結構形式，想將這種

爆震發動機，應用於航天科工領域。究竟有些難題，我們不得不正視？

拋磚引玉丟一個：爆震發動機，在燃料燃燒工作的時候，威力強大、持續的爆炸，會直接產生強烈的震動和巨大的噪音。

若這些問題不解決，

不管是俄國的

PDE也好，中國的RDE也罷，還是美國的ODWE，都很難將這些

爆震發動機應用於載人商業飛行

。

同時，不管中國、美國和俄國也好，研發團隊，還將面臨著許多之前所沒有的新課題：比如，斜激波的起爆，爆震波的駐定（維持在特定位置和角度），還有那超音速的試驗環境等等。

就算你突破了這些難題，你還得想法子去處理這套全新的

推進系統，當作為航天飛行器時，它還需匹配不同的設計高度，太空環境上如何整合保持穩定的工作狀態等等。

這些

不管在國內還是國外，大多數都是未知的，甚至還處於原始的理論概念狀態。所以，人們想在短期內就得到

穩定執行的軍用、航天級的新動力飛行器，這並沒有想象中那麼容易。

路子再難，也得堅持，中美俄的這次PK，將是漫長的馬拉松

因為，相比傳統的

“定容燃燒”的火箭發動機，爆震發動機，不僅有著不可比擬的“夢幻動力”，而且從熱力學原理，將燃燒能力直接轉化為發動機的動力，從效率值來計算，也是最划算的消耗方式，光利用效率至少就比

火箭發動機提高一倍

。

同時，若去掉了那些比較容易損壞的高速旋轉部件，換用結構更簡單、維護更容易的新式結構，這也將是航天動力領域最大的一次變革之一。

不過，這個美好的願景，並非一蹴而就，相比已成熟應用了幾十年的傳統技術來說。

爆震發動機，如今還是非常早期的研究階段，有點百花齊放的味道。

這就好比這次的美國團隊，他們所設計的

螺旋槳混合室、30度斜坡室，而我國姜宗林團隊，則使用了迴轉環管結構，這些新穎的設計，到底孰優孰劣，還需要更多的理論和實驗資料去驗證！

但不可

否認，

這航天領域的重大革新、新一輪航天尖端基礎研究的PK，或許才剛剛開始，誰能在這個基礎領域處於領先地位，或許在未來就會擁有更多的話語權。