【文/觀察者網(wǎng) 熊超然】“隨著對(duì)速度需求的增長(zhǎng)，研究人員已開發(fā)出世界上第一臺(tái)使用標(biāo)準(zhǔn)航空煤油的發(fā)動(dòng)機(jī)?！?

香港《南華早報(bào)》2月26日?qǐng)?bào)道指出，這項(xiàng)研究成果由中國科學(xué)家開創(chuàng)性地取得，他們成功測(cè)試了全球首臺(tái)由標(biāo)準(zhǔn)航空煤油驅(qū)動(dòng)的斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)（ODE），這標(biāo)志著高超音速推進(jìn)領(lǐng)域可能迎來重大變革，有望重新定義航空以及航天旅行的極限。

位于北京的JF12激波風(fēng)洞能夠模擬40公里以上高空的高馬赫數(shù)飛行條件，中國科學(xué)院的研究人員在其中進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，使用常見的商用煤油RP-3噴氣燃料，成功實(shí)現(xiàn)了持續(xù)的斜爆轟波。報(bào)道稱，這項(xiàng)已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)》上的研究表明，該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒速率比傳統(tǒng)的超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)快1000倍，而這是傳統(tǒng)吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)難以達(dá)到。

報(bào)道指出，這項(xiàng)科研技術(shù)是中國一項(xiàng)宏偉計(jì)劃的一部分，如果將斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于軍事，將催生出新一代高超音速導(dǎo)彈、無人機(jī)甚至轟炸機(jī)，這些武器將具有超長(zhǎng)射程和低運(yùn)營成本，能使解放軍在未來的戰(zhàn)爭(zhēng)中占據(jù)顯著優(yōu)勢(shì)。

中國科研人員開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)近景 《南華早報(bào)》

超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)需要龐大的燃燒室，且在高馬赫數(shù)之下存在熄火的風(fēng)險(xiǎn)。而與之不同的是，斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)則將斜爆轟波視為一種支撐力量。

工程師們發(fā)現(xiàn)，通過在燃燒室壁上巧妙地放置一個(gè)5毫米凸塊，可以誘導(dǎo)出自我維持的“爆震”，這是一種由超高速?zèng)_擊波驅(qū)動(dòng)的爆炸，在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)即可完成燃燒。

“沖擊波如此劇烈地壓縮并點(diǎn)燃燃料-空氣混合物，從而產(chǎn)生了一個(gè)自我強(qiáng)化的爆炸前沿?！敝袊茖W(xué)院力學(xué)研究所的該項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)這這樣寫道。

在9馬赫的速度下，測(cè)試顯示爆炸點(diǎn)的壓力峰值達(dá)到了環(huán)境水平的20倍，這表明該發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在大多數(shù)超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎無法工作的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)大的推力。

由于所需功率巨大，風(fēng)洞僅支持50毫秒的持續(xù)運(yùn)行——這相當(dāng)于以9馬赫速度飛行約150米。不過，這對(duì)于研究人員全面了解發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和自我維持沖擊波推進(jìn)的全貌已經(jīng)足夠了。

研究人員介紹，與超音速燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)相比，這種新發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室縮短了85%，可以顯著減輕飛機(jī)的重量并延長(zhǎng)飛行距離。

斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖 《力學(xué)學(xué)報(bào)》

《南華早報(bào)》指出，數(shù)十年來，高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)一直依賴氫氣或乙烯作為燃料，雖然這些燃料點(diǎn)火迅速，但其存儲(chǔ)要求卻不切實(shí)際。另一方面，RP-3煤油雖然在邏輯上更理想，能量密度更高，但其點(diǎn)火延遲時(shí)間過長(zhǎng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行中途啟動(dòng)極為困難。

如今，中科院研究團(tuán)隊(duì)通過在點(diǎn)火前將燃料-空氣混合物預(yù)壓縮至3800開爾文（約合3527攝氏度），引入一個(gè)小凸塊以產(chǎn)生局部“熱點(diǎn)”來觸發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，并使用翼形支柱加速燃料分散，從而規(guī)避了這一難題。

《南華早報(bào)》提到，這一科研項(xiàng)目是中國一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在到2030年建造一架能夠在一小時(shí)內(nèi)抵達(dá)全球任何地方的飛機(jī)，但沒有給出這一說法的具體出處。據(jù)稱，這項(xiàng)技術(shù)的速度可達(dá)到16馬赫，相當(dāng)于20000公里/小時(shí)，或半小時(shí)內(nèi)從上海飛往洛杉磯，將使可重復(fù)使用的太空飛機(jī)實(shí)現(xiàn)大氣層和軌道飛行的銜接。

觀察者網(wǎng)查詢中科院研究團(tuán)隊(duì)的論文后則發(fā)現(xiàn)，其中一段這樣指出：

在理論分析方面，NASA曾于1978年開展了斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)性能一維熱力學(xué)循環(huán)理論分析，分析了不同馬赫數(shù)下的發(fā)動(dòng)機(jī)推力和比沖。結(jié)果表明，斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)具有拓展到寬速域飛行馬赫數(shù)范圍（Ma=6～16）的能力。

半小時(shí)從上海飛往洛杉磯的暢想，處于這一范圍的上限，想要實(shí)現(xiàn)恐怕難度很大。

報(bào)道還稱，如果將斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于軍事技術(shù)，其將催生新一代高超音速導(dǎo)彈、無人機(jī)甚至轟炸機(jī)，這些武器將具有超長(zhǎng)射程和低運(yùn)營成本，能使解放軍在未來的戰(zhàn)爭(zhēng)中占據(jù)顯著優(yōu)勢(shì)。

目前在科研中也仍存在著障礙。據(jù)科研團(tuán)隊(duì)介紹，研究人員需要更深入地了解RP-3煤油在爆炸燃燒過程中及燃燒后的副產(chǎn)品，并需要優(yōu)化凸起配置，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際飛行效率。

去年12月底，社交媒體上流傳的兩款中國最新型戰(zhàn)機(jī) 視頻截圖

《南華早報(bào)》稱，隨著地緣政治緊張局勢(shì)的升級(jí)，高超音速技術(shù)在世界大國之間的權(quán)力斗爭(zhēng)中扮演著越來越重要的角色。當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月23日，美國總統(tǒng)特朗普在接受?？怂剐侣劸W(wǎng)采訪時(shí)就聲稱，俄羅斯“竊取”了美國高超音速導(dǎo)彈技術(shù)的設(shè)計(jì)。他補(bǔ)充說，美國正研發(fā)自己的高超音速導(dǎo)彈，其性能將“更勝一籌”?！拔覀兒芸炀蜁?huì)擁有它們?！彼a(bǔ)充道。

此外，美方也頻繁拿別國的高超音速武器來炒作，為自己擴(kuò)張武器裝備尋找借口。彭博社去年3月13日?qǐng)?bào)道稱，五角大樓分析師當(dāng)時(shí)聲稱，中國在研發(fā)、測(cè)試和部署高超音速技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，不僅勝過俄羅斯，美國也在努力追趕這種五倍音速的新型武器。

對(duì)此，中國外交部發(fā)言人此前在回應(yīng)相關(guān)提問時(shí)指出，美國是世界上最早研發(fā)高超音速武器的國家，目前仍在不斷發(fā)展，甚至擴(kuò)散高超音速導(dǎo)彈的技術(shù)，并且投入上萬億的美元升級(jí)其“三位一體”的核力量。美方反復(fù)就中方正常的航天器試驗(yàn)表達(dá)所謂的擔(dān)憂，并借此渲染“中國威脅論”。那么美方能否向國際社會(huì)說明美國發(fā)展高超音速武器意欲何為？又是出于什么理由擔(dān)心別的國家？國際社會(huì)是否有充分的理由對(duì)美方的舉動(dòng)表達(dá)擔(dān)憂呢？

發(fā)言人強(qiáng)調(diào)，我們敦促美方充分尊重各國發(fā)展正當(dāng)國防力量的權(quán)利，停止借渲染所謂的“中國威脅論”而大肆擴(kuò)充軍力的伎倆。

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