聽説美國高超試驗成功了一次？中國高超新妖術來了，讓個道_風聞

5月16日，在延宕兩年、三次試驗失敗之後，美國空軍的高超音速AGM-183 “空射快速響應武器”（ARRW）終於取得一次試驗成功。這是用B-52攜帶到空中投放後，用助推火箭推進到最高M20的速度，然後釋放乘波體滑翔。説起來和東風-17差不多，但體積、重量小得多，彈頭威力也小得多，只有20多公斤的裝藥，只有HARM反輻射導彈的一半，用作戰役打擊的話，威力太有限了。但好歹比陸海軍的通用高超音速滑翔體（CHGB）的雙錐體還是更先進。不過第一次成功的試驗中，速度只達到M5，勉強算達到高超音速了。

但是中國又超到前面去了。

5月11日，《南華早報》報導，綿陽空氣動力研究院在《實驗流體力學學報》上發表研究結果，描述已經成功進行了地面試驗的迴旋爆震發動機（RDE），工作狀態穩定後，尾焰呈“淡藍、透明狀”。

綿陽空氣動力研究院地面試驗成功的RDE發動機

最常見的航空發動機是渦輪發動機。空氣被壓氣機壓縮後，與燃料混合、在燃燒室裏等壓燃燒，高温燃氣的部份能量在通過渦輪時做功，驅動壓氣機，主體在收斂噴管里加速，形成亞音速推力。如果需要形成超音速推力，需要使用收斂-擴散噴管。

爆震發動機則像衝壓發動機與二衝程發動機的混合體。簡單化地説，就是燃燒室有進氣閥和排氣閥。進氣閥打開時，排氣閥關閉，進氣在衝壓的作用下增壓；然後進氣閥關閉，空氣與燃料混合，點火爆炸；形成高壓燃氣後，進氣閥依然關閉，排氣閥打開，通過噴管形成推力；然後排氣閥關閉，開始下一個循環。爆震是每分鐘幾千次的，所以推力實際上是連續的。

渦輪發動機的壓氣機葉片必須在亞音速下工作，否則葉尖激波會造成強大阻力和結構損壞，進氣道的作用就是減速增壓，通常壓氣機進氣面的氣流速度在M0.5-0.6左右。也就是説，M2飛行時，進氣需要首先減速到M0.5-0.6，然後等壓燃燒，通過收斂-擴散噴管加速到M2以上，才能形成推力。這樣的減速-加速過程形成很大的阻力。這個阻力隨速度增加而加速提高，到了M3以上，渦輪發動機的推力增加已經趕不上阻力增加了，所以再增加推力也速度上不去了。

衝壓發動機好一點，可以一直工作到M4-5，但衝壓發動機的啓動速度較高，不大容易在M2以下可靠工作。

爆震發動機可以從亞音速就開始工作，甚至在零速時也能工作，只是效率較低。換句話説，爆震發動機可以實現零速到M4-5的準高超音速，而且熱效率比渦輪發動機高50%。這不難想象。渦輪發動機實際上是“漏氣”的，燃氣一邊燃燒，一邊膨脹。爆震發動機不“漏氣”，充分燃燒後，才膨脹做功。這效率差別就好比開蓋煮飯和高壓鍋煮飯一樣。但速度高了以後，進氣温度很高，可能還沒到時候就發生爆震了，容易出現發動機“憋火”，所以爆震發動機一般也就到M3左右，速度不容易進一步提高了。

不過這樣在高温高壓下高頻率工作的進排氣閥太難伺候，於是產生了旋轉爆震發動機。爆炸的火焰傳播速度高於音速，但空氣的壓縮波的傳遞速度為音速。這樣，激波好比無形的燃燒室壁面，後道激波和前道激波把爆炸（其實就是超音速燃燒）“關”在裏面充分燃燒，燃燒和膨脹則推着前道激波往前走，好像油沿着螺桿的螺紋往下流一樣。如果斷續點火，螺紋是一道一道的，推力還是高頻率斷續的；如果是連續點火，螺紋是無限緻密的，推力就真是連續的了。激波離開套管末端的時候，進入噴管產生推力。很詭異的思路，但真是管用。

RDE是個很詭異的設計，三言兩語説不清楚，苦思冥想也不容易想明白，但這玩意兒真是管用的。旋轉爆震現象最早是俄羅斯火箭科學家B.V. Voitsekhovskii在1959年研究液體火箭發動機的時候發現的

問題是這一般只有用套管中填充氫氣才容易實現。多年來，實驗室實現的RDE不少，都是氫燃料的，頂多發展到液氫，但液氫需要製冷，麻煩得很。成本低得多的常温碳氫燃料對用户要友好得多，但要在汽化中形成爆震，很難控制，弄不好就熄火了。

綿陽的厲害就在於用乙烯和煤油蒸汽實現了RDE，還在地面測試台上實現了M5的速度，兩個方面都是突破。綿陽先用乙烯，再用航空上更常見的煤油。煤油更難實現RDE，但最後也達到穩定推力了。綿陽還發現，需要在進氣口和燃燒室之間加設擋板，避免回火。RDE的斜激波應該是單向螺旋形前進的，但是實際上會出現往回跑的現象，這會造成“窒息”。 另外，進氣量也需要大大超過理論上的空燃比，才能形成穩定燃燒。這些偏離理論模型的東西都只有在實驗中才能發現。另一方面，至少在理論上，中國已經具備可達M5的實用高超音速巡航導彈的關鍵技術。

由於RDE用空氣中的氧作為燃燒的氧化劑，比火箭發動機的效率高得多，同樣體積、重量的高超音速導彈可以有大得多的射程，或者大得多的彈頭重量。由於推力均勻，全程速度也均勻，不會有起滑速度幾倍於末段速度的問題，畢竟有利於機動和突防，也避免了加減速帶來的能量損失，同樣提高射程和彈頭重。

綿陽用了這張圖作為資料圖，這是兩級入軌的空天飛機，但同樣的技術很容易用到大氣層內的高超音速飛機

在更遠的將來，碳氫燃料的RDE還是高超音速載人飛行的理想動力，這比用火箭發射上去在轉入滑翔或者超燃衝壓飛行更加平穩，也比渦輪-衝壓-超燃衝壓組合發動機更加簡潔、高效。組合發動機是各種發動機模式無法兼顧所有速度的無奈之舉，能夠用單一發動機一步到位肯定是最優的，RDE恰恰就是這樣的一步到位發動機。換句話説，M5的高超音速導彈可以從發射到命中，全程使用單一的RDE推進，或者只需要“戰斧”（使用小渦扇）那樣用小號助推器加速到啓動工作速度就足夠，比歐美連有無都沒有解決利索還都需要火箭助推才能點火的吸氣式高超音速技術領先N條街。

RDE有可能取代渦輪發動機，這是早就知道的事情。但RDE能一路加速到M5，這在過去只是理論上的可能性，現在中國人已經在地面試驗中做成了。超燃衝壓在接近高超音速的狀態下才能啓動，亞燃衝壓也需要高亞音速到超音速才能啓動，但RDE是能取代渦輪發動機的，這會像全電取代內燃機那樣嗎？現在還不知道。下一步：上天！美國空軍，吃灰吧！哦，在高空沒灰。那有什麼吃什麼吧。

對了，這涉及保密嗎？咳，公開學術期刊上發表的學術研究，你説涉及保密嗎？就怕全世界不知道呢。