中國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一款飛行速度有望達(dá)到16馬赫的斜爆震航空發(fā)動(dòng)機(jī),這款發(fā)動(dòng)機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)航空煤油,打破了世界難題。與傳統(tǒng)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比,,其燃燒速率快1000倍,燃燒室長(zhǎng)度縮短85%,且在6至16馬赫的速度區(qū)間內(nèi)均可穩(wěn)定運(yùn)行,。這意味著從上海出發(fā),僅需半小時(shí)就能抵達(dá)洛杉磯,。
自然界中有兩種燃燒波:爆燃波和爆震波,。爆燃波傳播速度較慢,通常為每秒幾米到十幾米,。而爆震波產(chǎn)生于前導(dǎo)激波壓縮自點(diǎn)火,,能以高超音速在可燃?xì)怏w中自持傳播,是一種高速高效的燃燒形式,。駐定斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)通過引入斜激波進(jìn)氣道或中心錐體形成并穩(wěn)定斜爆震波,。
斜爆震燃燒具有燃燒效率高,、比沖高、總壓損失低和燃燒室結(jié)構(gòu)更短等優(yōu)點(diǎn),,是未來(lái)空天飛行器動(dòng)力系統(tǒng)的理想選擇,。但爆震存在沖擊力大、噪音大等問題,,工作過程周期性和非穩(wěn)態(tài)性質(zhì)也增加了技術(shù)難度,。斜爆震起爆機(jī)理復(fù)雜,需要先進(jìn)的風(fēng)洞技術(shù)才能解決這些問題,。
2020年,,中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過JF12風(fēng)洞成功開展了馬赫數(shù)為9的氫氣斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn),首次驗(yàn)證了斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的可行性,。此次中國(guó)的斜爆震采用標(biāo)準(zhǔn)航空煤油,,簡(jiǎn)化了燃料供應(yīng)系統(tǒng),并降低了成本,。例如,,液氫單價(jià)一般在人民幣2.1萬(wàn)元到3.5萬(wàn)元/噸,而RP-3航空煤油則在7000到9000元/噸,。盡管航空煤油的爆震特性控制難度更大,,但成功使用標(biāo)準(zhǔn)航空煤油意味著在關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破。
斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)可用于新一代高超音速導(dǎo)彈,、無(wú)人機(jī)甚至轟炸機(jī),,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗格局的改變。搭載斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的高超音速導(dǎo)彈速度可達(dá)16馬赫,,使洲際打擊時(shí)間大幅縮短,。此外,未來(lái)斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)也可用于第六代戰(zhàn)斗機(jī),。
中國(guó)早在90年代初就開始研究爆震發(fā)動(dòng)機(jī),。1994年,西北工業(yè)大學(xué)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)課題組率先開展相關(guān)研究,。隨后,,南京航空航天大學(xué)、空軍工程大學(xué),、南京理工大學(xué),、清華大學(xué)、北京大學(xué),、國(guó)防科技大學(xué),、北京航空航天大學(xué)等機(jī)構(gòu)也相繼展開研究,并取得進(jìn)展。目前,,中國(guó)在五代發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)進(jìn)度上已超過美國(guó),,不僅掌握了超燃發(fā)動(dòng)機(jī)和爆震發(fā)動(dòng)機(jī),變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作也已完成,。這為中國(guó)六代戰(zhàn)機(jī)提供了豐富的發(fā)動(dòng)機(jī)選擇,。