再创纪录！我国研制500吨级液氧煤油发动机，3秒达最大动力

中国超燃冲压发动机，动力达到音速的16倍，在2小时内抵达全球的传言是真的吗？什么是超燃冲压发动机？让我们一起走进今天的主题：中国超燃冲压发动机。----引子

大家好，我是大牛。一直以来，中国的发动机一直是国人的痛点，很长一段时间内国内的顶尖发动机一直依赖于进口，一方面是我们的起步较晚，相比于国外近两百年的研发历史，中国还在起步阶段，另一方面是因为中国缺少核心的技术手段，所以迟迟无法研制出顶尖的发动机。但是就在2020年末，有消息称中国最新研制的超燃冲压发动机，动力可以达到音速的16倍，可以在2小时内抵达全球任何一个地方，这款“怪兽级”发动机将改写中国的发动机历史，这究竟是怎么一回事？

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超燃冲压发动机

我们所了解的发动机，最早诞生于英国，比较常见的类型有喷气式动机、涡扇发动机等等。顶尖的发动机技术也都掌握在英国、日本、美国等国家，中国想要在发动机领域有所突破，一直都很艰难。但是就在2020年11月29日，《中国航空学报》上的一篇论文，引起了国内外所有人的轰动，论文中提到，中国科学院的姜宗林所领导的团队独创了“站立式斜爆轰冲压发动机”，这种全新的发动机技术，将会为世界上的高超声速飞行器冲压发动机带来历史性的技术革新。

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那什么是超燃冲压发动机？大牛告诉大家，冲压发动机就是利用飞行器的飞行速度，把空气引入燃烧室里面，然后进行喷油点火的发动机。但是加上“超燃”两个字后，这款发动机就变得与众不同了。一般的冲压发动机，只能飞声速的大概5倍以下，这个时候发动机前面迎来的超声速气流，经过进气道的压缩，到了燃烧室的时候，会变成亚声速气流，也就是说气流减速了，所以燃烧室里面的火苗是在亚声速气流里面进行燃烧的。

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而如果飞行速度再快一点之后，因为发动机前面来的气流实在是太快了，到了燃烧室后气流速度依然很快，这个时候燃烧室里面就不得不把燃料跟超声速流动的高速气流混合，然后再进行点燃，所以说这个“超燃”就是指超声速燃烧的意思。这样的发动机虽然更加难以研制，但是更适应更高速度的飞行器，速度最大预计可以超过20倍声速，所以说这种发动机是高超声速飞行器的标配，也是未来空间飞机最有可能使用的一种动力。一般来说，超燃冲压发动机代表着动力的未来，因为它可以驱动高超声速飞行器，非常省油地进行飞行。

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但是超燃冲压发动机，非常难以实现，就拿美国的实验数据来说，在2004年的时候，美国的X-43A在七倍声速的时候，让发动机达到了短暂的超然状态，但是这个短暂的状态仅仅持续了11秒。到了2013年的时候，美国的X-51A从马赫数4.8加速到5.1，飞行了6分钟，但是在这6分钟的时间里，发动机到底是属于超燃状态还是处于在一般的压燃状态，至今没有定论，可见美国在这一领域是遇到的瓶颈，所谓的马赫数是飞行速度与当地音速的比值。问题又来了，中国研发的“站立式斜爆轰冲压发动机”又是什么？爆轰冲压发动机与超燃冲压发动机有什么不同？

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爆轰冲压发动机

我国的超燃冲压发动机的技术是走在世界前列的，但也并没有做到稳定的长时间的超燃模态的飞行，总之，超燃冲压发动机因为不易控制很难实现，那怎么才能够让燃气在一个非常快的流动速度中还能欧稳定持续的燃烧呢？科学家们就想到了爆轰。大家或许知道一个常识，那就是面粉厂是严禁烟火的，因为面粉飘起来之后会与空气混合，遇到火就会“boon”爆炸。而爆炸可以看成是一种燃烧，只是因为飘起来的面粉跟空气接触面积很大，很合都很均匀，因此燃烧的速度要比点燃一堆面粉快得多。

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更关键的是，一旦一个点被点燃的话，就会产生很多很多的燃气，燃气膨胀会产生冲击波，而这样的燃气冲击波又会引发周围的混合气体再次被点燃，从而让冲击波继续延续下去，这样的现象就叫做爆轰现象，而这种在可燃气体中不断一边燃烧一边传播的这种冲击波，就叫做爆轰波。爆轰是效率最高的一种燃烧形式，爆轰波可以在可燃气体中轻易地达到好几倍声速的传播速度，如果说我们可以让爆轰波停在发动机的燃烧室里面，那就可以持续实现超声速燃烧。

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但是这个爆轰波一旦产生就会一直向前传递，也就是说会一直往前跑，那我们如何让爆轰波安稳地待在燃烧室里面持续的工作？大家可以想想，我们平时是如何做到既实现跑步又保持在原地的？没错，这就是跑步机。我们跑多快，跑步机上的传送带就转多快，从而保证我们一直停留在原地跑步。同理，我们可以让爆轰波往前一边传播可燃气体，一边往后流动，那爆轰波走多快，可燃气体就流多快。

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这样的话就可以让爆轰波一直停留在原地，从而实现持续稳定的爆轰，而这样的发动机就是爆轰冲压发动机。理论上讲，这样的发动机技术如果成熟之后，飞行器就可以飞出马赫数十几、二十几的成绩，人类就可以通过这样的发动机在大气层以内给飞行器加速，实现真正的自由穿梭太空。但是这个技术同样十分难以实现，要想让爆轰波刚好等于来流速度的话，需要对气流以及燃烧精准控制。目前这种技术还停留在实验室阶段，离上天还有一段距离。

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搭载超燃冲压发动机的飞行器，在高超音速风洞的试飞中，在推力、燃油和操作上，都展现出空前的性能，这也标志着使用超燃冲压发动机的飞行器，将会是未来军民用航空器战略发展的重要方向。这也是继螺旋桨、涡轮喷气推进飞行器之后的航空史上的第三次革命，难怪各个国家都在争相发展超燃冲压发动机技术，原来大家都想率先掌握作为实现高超声速飞行器的关键技术，从而先人一步掌握天空中的控制权。

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但是这种技术目前还停留在实验室阶段，推力不足、油耗高且燃烧不稳定等因素，始终困扰着大家。而正是在这样的前提下，姜宗林团队研究的“站立式斜爆轰冲压发动机”对于中国的发动机发展有着举足轻重的意义。中国的爆轰冲压发动机在高超音速风洞试验中，速度可以达到16马赫，与之前我们提到的美国X-43A超燃冲压发动机试验飞行器创造的9.6马赫的纪录相比，中国高出了接近两倍，成功实现了对美国的技术反超。

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也难免有媒体表示，如果真的可以实现16倍的音速，中国将在2小时内可以达到世界上的任何一个地方。同时也有消息称，我国的超燃冲压发动机实现地面试车时间超过600秒的纪录，这也意味着我国突破超燃冲压发动机已经突破了最后的技术难题，可以正式进入到实际研发和工程应用阶段。

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超燃冲压发动机不同于蒸汽机和内燃机、喷气式发动机的研究，这次动力革命中国始终保持在第一梯队，没有像之前的那样起步就晚于各个国家，如果说有一天这样的发动机能够成为主流的话，它至少不会像现在的喷气式发动机那样，成为我国航空工业的短板，反而可能会成为领先世界的优势。

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好了，本期文章就是这样，不知道各位对中国的超燃冲压发动机是否有了一定的了解，大家对于美国的超燃冲压发动机没有消息如何看待？是在隐藏还是确实遇到了瓶颈？欢迎给牛总评论留言，记得关注牛总。