未來高性能導彈用旋轉爆震發動機成功測試_風聞

來源：戰區

普惠公司成功測試了一種新型噴氣推進系統——旋轉爆震發動機（RDE）。這一進展對美國軍方來説意義重大，因為RDE技術是名為“Gambit”項目的核心，該項目旨在為可大規模生產、低成本、高超音速、遠程的空對地打擊武器提供推進系統。

美國國防高級研究計劃局（DARPA）此前發佈的與Gambit項目相關的藝術作品。DARPA供圖

RTX（普惠公司是其業務部門之一）今日宣佈，已在位於康涅狄格州的RTX技術研究中心完成了一系列RDE測試。此前，RDE推進系統僅以小型原型機的形式運行過。

該公司表示，接下來將與美國國防部合作，在“未來幾年”內進行發動機和飛行器的綜合地面測試。

“我們的測試模擬了旋轉爆震發動機在何種條件和環境下需要運行的極端假設，”普惠公司GATORWORKS開發團隊高級總監克里斯·哈吉爾在關於最新測試的媒體發佈會上表示，“這次測試驗證了普惠公司設計方法的關鍵要素，併為繼續推進RTX飛行器和推進系統的集成提供了依據，以加速為客户提供未來能力。”

在運作方式上，RDE推進系統與傳統渦噴或渦扇發動機相比存在顯著差異，且幾乎不需要任何運動部件。

在渦噴或渦扇發動機中，空氣從進氣道吸入並被壓縮，然後與燃料混合並在燃燒室中通過爆燃（燃燒以亞音速進行）燃燒。這個過程產生了使整個系統運行所需的連續高温高壓氣流。

在RDE中，燃燒（以超音速進行）發生在一個封閉的環形腔室內。飛行時，快速移動的空氣被吸入腔室，同時注入燃料混合物。注入的燃料點燃了一個類似火焰的爆震波，該波在燃料注入期間圍繞環形腔室傳播，形成一個熱力學循環，提供推進力。

在封閉的環形腔室內燃燒。RTX供圖

飛行時，快速移動的空氣被吸入腔室，同時注入燃料混合物。RTX供圖

注入的燃料點燃了一個類似火焰的爆震波，該波在燃料注入期間圍繞環形腔室傳播。RTX供圖

RDE的優點包括高熱效率和更大的功率，這意味着發動機可以更小、更輕、更具成本效益。畢竟，當今大多數遠程空對地導彈都需要使用一次性的縮小型噴氣發動機，這使得這種推進設置的成本效益較低。

在實際應用中，如導彈，由於RDE比傳統發動機更緊湊，因此有更多的空間用於裝載燃料，從而延長射程。額外的空間還可以用於裝載傳感器、彈頭或其他有效載荷。

普惠公司目前對旋轉爆震發動機（RDE）的研究是基於美國空軍研究實驗室（AFRL）的一份合同，該合同要求雷神公司（現為RTX）為“效應器”（主要是導彈）開發這種推進系統。

初步工作由RTX技術研究中心進行，隨後該中心與普惠公司合作，以完善這項技術。最終，旋轉爆震發動機計劃為新一代效應器提供動力，包括雷神公司設計和開發的導彈。

對旋轉爆震發動機概念的實驗可以追溯到20世紀50年代，但直到最近，至少從公開信息來看，成功製造出這種類型的可行發動機一直是個難題。

據RTX稱，在成功演示旋轉爆震發動機之前，需要克服兩個主要的技術障礙。

第一個挑戰涉及燃料噴射組件。簡而言之，腔室內的空氣和燃料平衡必須始終保持完美，以確保有效的爆震波。

RTX表示，第二個挑戰是設計和製造依賴先進技術的部件，包括增材製造和基於物理的建模。

總體而言，RTX在旋轉爆震發動機方面的工作與國防高級研究計劃局（DARPA）的一個名為Gambit的項目密切相關。該項目的主要目標是“開發和演示一種新型的旋轉爆震發動機推進系統，該系統能夠實現一種可大規模生產、低成本、高超音速、遠程的空對地打擊武器，用於反介入/區域拒止（A2AD）環境”。

Gambit項目於2022年啓動，次年，雷神公司從DARPA獲得了一份合同，為Gambit項目開發並演示一種實用的旋轉爆震發動機。

雖然RTX談到了旋轉爆震概念在廣泛的“效應器”類別中的潛在應用，但它似乎對未來導彈的意義最為重大，就像DARPA的Gambit項目所設想的那樣。

使用這種推進裝置的導彈將實現更高的效率，並且導彈彈體更輕（且可能更小），進而能夠提升性能——尤其是射程——和/或有效載荷能力。

未來能夠在長距離上實現高效持續超音速飛行的導彈，對於時間敏感的任務需求來説將具有重要意義。最重要的是，在太平洋地區發生的任何未來高端衝突，如與中國發生的衝突，都將自動涉及廣泛區域內的各種作戰需求，其中大部分區域為水域。

“政府正在尋找飛得更快、飛得更遠的導彈，”普惠公司先進軍用發動機部副總監貝婭塔·梅納德在今天的新聞稿中表示。“將普惠公司的推進技術與雷神公司的飛行器相結合，可能會產生一種能夠滿足戰士們迫切需求的武器系統。”

美國空軍研究實驗室此前發佈的一枚概念性旋轉爆震發動機動力導彈的渲染圖。美國空軍/空軍研究實驗室通過《航空週刊》發佈

旋轉爆震發動機並不是唯一一種正在考慮為未來導彈、效應器甚至飛機提供動力的異型推進系統。還有衝壓噴氣發動機和雙模衝壓噴氣發動機（後者也使用旋轉爆震發動機技術），它們可以實現高超音速性能。高超音速速度定義為馬赫數5以上的速度。

雖然顯然人們對旋轉爆震發動機為各種未來導彈所帶來的優勢很感興趣，但應該記住，這項技術尚處於起步階段。在這類推進系統實際應用於導彈之前，還有許多障礙需要克服。

然而，一旦掌握這項技術，它有望在降低成本和加速生產的同時，帶來各種性能優勢。