涡轮冲压引擎测试成功 5马赫高超音速飞机不是梦

贺密士公司研发中的高超音速飞机Quarterhorse 。(图/Hermeus)

上周四，新创航空企业「赫密士」(Hermeus)发布了一段影片，展示他们研发中的涡轮联合循环发动机 (TBCC)测试成功，该公司正在研发Quarterhorse 高超音速飞机，预计可飞到5马赫以上。

目前飞机的极速纪录，仍然是著名的SR-71「黑鸟」(Backbird)高速侦察机的3.32马赫，主要的瓶颈在于没有合适的引擎，上一代战斗机常用的涡轮喷射引擎(Turbojet)采用风扇进气再压缩，能够达到2马赫以上，但是接近3马赫时，过高的气流压力会造成风扇受损。

试燃中的TBCC引擎「奇美拉」。(图/Hermeus)

像是雄3飞弹这样的3马赫武器，采用的是「冲压引擎」(Ramjet)，它的结构相当单，少了风扇结构，直接在高速气流下引爆燃料，可以喷射更高的进力。但是它的初始速度必须足够快，比如雄3飞弹的发射，就必须有2支助推火箭推动到2马赫的情况再启动引擎。

奇美拉引擎的功能意示图，0~3马赫时，采用涡轮喷射模式，3~5马赫时，采用冲压模式。(图/Hermeus)

赫密士公司刚刚测试的TBCC引擎(turbine based combined cycle engine)，结合了两种截然不同的喷气推进形式：在低速情况，是传统的涡轮喷射发动机，到了高速环境时，切换为冲压喷气引擎，可以超过 5 马赫。到了返般降落时，再转换回涡轮喷射引擎，以普通飞机的形式降落。

首席执行长皮普利卡( AJ Piplica)说：「这是航空技术的里程碑时刻，我们证实了TBCC是可行的。而且我们的小团队，以远低于其他竞争同行的预算，以及快速的设计来实现此事。赫密士公司仅用了21 个月就成功地做到了，总研发费用仅为 1800 万美元。」

该公司把自己的TBCC引擎取了个神话外号「奇美拉」(Chimera)，一种神话中的喷火神兽。奇美拉有一个预冷器，可以降低进入涡轮喷射引擎的气流温度，这使得涡轮喷射引擎可以稳定的达到3马赫。

在进入3 马赫之后，奇美拉开始切换模式，气流完全绕过涡轮喷射引擎，直接冲向冲压引擎的燃烧室，将飞机推进到 5 马赫，甚至还可以更快。为了降低成本，赫密士采用了3D列印来制造， 3D部件的比例多达 15%。

研发高超音速飞机的团队很多，除了贺密士，洛克希德马丁公司，他们正在研发「黑鸟之子」SR-72。贺密士的目标是明年开始飞行测试，他们低成本，高性能的创新方法，必然引起了美国国防部的注意。