難以想像的突破-中國高超聲速導彈用爆轟衝壓發動機_風聞

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中國科學院力學研究所高温氣體動力學重點實驗室主任姜宗林領導團隊，11月29日在《中國航空學報》發表重要論文，論文中提到他們研製的“站立式斜爆轟衝壓發動機”，這款發動機是對目前高超聲速飛行器衝壓發動機最大的技術革新，在高超音速風洞試飛中，這款發動機在推力，燃油效率和操作穩定性上都展現了空前的性能。

從全球範圍來看，美國曾經在超燃衝壓發動機領域佔據領先地位，先後發展多個超燃衝壓發動機技術驗證項目。我們最熟悉就是X-51A驗證機，另外美國還與澳大利亞聯合進行低成本HIFiRE超燃衝壓發動機計劃。不過這些項目進展均不太順利，先後遭遇多次失敗，顯示美國在這個領域遇到瓶頸。

而中國在超燃衝壓發動機研究領域已經迎頭趕上，從高超音速推進風洞建成，到世界上首台航空煤油超燃衝壓發動機誕生，再到凌雲二號臨近空間平台超燃發動機的研發，這一步步光輝的腳印證明，中國在超燃衝壓發動機領域已經是走在全球前列。

在突破衝壓發動機技術瓶頸的許多關鍵領域，中國也已經實現對美國的技術反超。現有的超壓發動機的主要技術問題是推力不足且燃燒不穩定。所以儘可能提衝壓發動機的燃燒效率，增大發動機的推力水平，便成為研究重點。簡單説來，就是經過壓縮的高超聲速氣體在燃燒室中如何能夠穩定高效地工作，在這一點上，中國科研團隊已經取得重大突破。

特別是王振國院士針對寬範圍發動機研發，提出的全新獨創的多凹腔方案，極大提高燃燒穩定性，從而讓超燃衝壓發動機能夠更加可靠、穩定工作。

而姜宗林團隊此次提出的“站立式斜爆轟衝壓發動機”則是一項更為重要的偉大創新，它利用高超聲速燃燒過程中的“爆轟效應”，爆轟被認為是燃燒過程中的極限形式，通常在毫米級空間和微秒級時間內釋放出超過70%的能量。其熱效率比傳統的等壓燃燒模式高出一半，採用“爆轟模式”作為高超聲速推進，具有極高的反應效率，可以大幅縮小發動機尺寸，大大提高發動機的推力裕度。 

根據論文描述，這款發動機設計相當簡單，沒有任何移動部件，主要包含單級進氣口，氫燃料噴射器和燃燒室等3部分，而燃燒室的口開向進氣口的上端。姜宗林研究團隊將發動機放入強大的風洞測試，而它可以模擬達音速9倍的飛行狀況。隨着高速風衝擊進氣口，便會產生高温高壓的激波，當它們接觸燃燒室的氫燃料時，就會製造推進發動機的爆轟波。爆轟波產生的瞬間相當耀眼，比以往衝壓發動機的燃燒更加劇烈。根據研究團隊提供的影片顯示，當發動機啓動時，燃燒室的開口就像《星際大戰》中的宇宙飛船般發光。

任何技術創新都離不開理論創新，由中國首創的“站立式斜爆轟衝壓發動機”，標誌着中國在該技術領域已經遠遠走在世界前列。外界普遍認為，安裝這種發動機的飛行器，飛行時速可達5倍音速。現有的其他種類的高超音速發動機，都無法達到這一數值，它們動力不夠，工作極不穩定。

理論上，這吸氣式發動機的飛行速度可達16倍音速，而且世界上唯一能模擬這類飛行的風洞，恰恰就是由姜宗林研究員研製的超大型高超聲速激波風洞JF-12，又被稱為“高超巨龍”。是世界上最大的激波風洞，也是國際上第一座可以復現飛行條件的地面空氣動力學實驗設施。

　　中國已建成世界上最大的JF-12高超聲速激波風洞

因此，中國將會成為世界上最先研製出成熟的超燃衝壓發動機和高超聲速飛行器的國家。除了未來商用的跨大氣層高超聲速飛機之外，這項技術還將使中國在高超聲速巡航導彈研製領域取得先機，意義非常重大。

中國版本的臨近空間超高聲速（9-10倍音速）巡航導彈越來越近。這東西只帶推進劑和彈頭就行，不用攜帶氧化劑，可以大幅度降低巡航導彈的尺寸和重量。只要有空氣就能點火燃燒推進，還能在臨近空間機動變軌。真的搞成就用轟炸機帶着巡航，發射出去就可以1小時打遍全球。美國現有的反導體系完全沒用，完全改變目前的作戰規則。

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