他解决世界级难题，自创全新理论，让中国超燃冲压发动机领先世界

尽管中国在发动机领域比起美国仍有较大差距，但是中国在超燃冲压发动机上可是实实在在地领先美国。

超燃冲压发动机全称是超声速燃烧冲压式发动机，可以在攀升过程中从大气里获取氧气。放弃携带氧化剂，从飞行中获取氧气，节省重量，就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下，超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力，超燃冲压发动机的飞行Ma数在8以下，当使用液氢燃料时，其飞行Ma数可达到6~25。

超声速燃烧冲压式发动机技术的发展已有50多年的历史。20世纪90年代，，最早的专利就记录在案了。60年代中期，一些超燃冲压发动机已经进行过飞行试验，最高速度达到马赫数7.3。通用电气公司、联合技术公司、马夸特公司、约翰·霍普金斯大学APL实验室以及NASA兰利研究中心等研制出典型的氢燃料超燃冲压发动机（相同燃料也用于航天飞机和其他液体火箭助推器）。

超燃冲压发动机与传统发动机相比，具有结构简单、重量轻、成本低、速度快、单位推力高（单位质量流量推进剂产生的推力）和有效载荷更大的优点，适合作为高超声速巡航导弹、高超声速航空器、跨大气层飞行器、可重复使用的空间发射器和单级入轨空天飞机的动力，具有重要的航空航天和军事应用前景。

超燃冲压发动机技术作为fen技术的核心关键之一，被称为吸气式发动机的第三次革命，被认为将引领21世纪推进技术的重大革新。

届时，高超声速飞机将有望在一小时内抵达全球任何地点，全球时敏打击及高超声速运输将成为现实，所以全球各个国家都想要掌握超燃冲压发动机。

从60年代中期，一些超燃冲压发动机已经进行过飞行试验，最高速度达到马赫数7.3。通用电气公司、联合技术公司、马夸特公司、约翰·霍普金斯大学APL实验室以及NASA兰利研究中心等研制出典型的氢燃料超燃冲压发动机（相同燃料也用于航天飞机和其他液体火箭助推器）。

80年代中期，美国政府启动了以超燃冲压发动机为动力的国家空天飞机计划。但是，随着冷战结束、财政紧缩，美国政府不得不在1994年取消这个计划，当时他们已经投资了近20亿美元。2004年，NASA的HyperX计划完成，成功地进行了两次氢燃料超燃冲压发动机的飞行试验。这两次飞行都是在单一速度和高度下，持续了数秒。

尽管美国也掌握了超燃冲压发动机技术，但中国是唯一一个掌握了超燃冲压发动机并且实用化实战化的国家。（美国目前还处于试验状态）而且是全球唯一一个掌握了两种高超声速飞行器飞行技术的国家！

可以说中国在超燃冲压发动机技术上做到了世界领先。

其中，王振国院士可以说在超燃冲压发动机领域做出了卓越的贡献。如果需要掌握超燃冲压发动机必须要攻克燃料喷注与混合增强、火焰稳定、低阻力流道型面设计、宽范围高效燃烧组织等关键技术，提出超燃冲压发动机燃烧室设计方法，这些世界级的难题，因为过程耗费大、周期长、风险高，成为制约发动机技术发展的技术瓶颈。

除此之外，如果需要发展超燃冲压发动机，高超声速风洞是必不可少的，中国拥有全世界第一的高超声速风洞，大型连续式高超声速推进风洞模拟高空、高速飞行条件，是开展超燃冲压发动机和高超声速飞行器研究的关键试验装置。

中国除了有JF-12激波风洞之外，还有专门为第六代战斗机建造的“FL-62”风洞，这些高超声速风洞都是美国所没有的，预计未来中国第六代战机将领先美国诞生。

而王振国更是带领团队突破大流量空气加热器和大型主动引射系统等两个世界性技术难题，研制成功国内首座大型连续式高超声速推进风洞，为超燃冲压发动机模拟创造了条件。

超燃冲压发动机内气流速度高达1000m/s，远超火焰传播速度理论极限，要在这种条件下实现火焰稳定与高效燃烧，难度如同“十二级台风之中划亮火柴”。凹腔作为典型的回流区稳焰器，是有效的一体化燃料喷注/火焰稳定解决方案，但是如何进一步实现宽范围的高效低阻燃烧，如何实现燃烧释热的增强与适应宽范围飞行的匹配，仍是亟待解决的瓶颈问题，

王振国院士团队提出与宽范围匹配的串并联结合的多凹腔方案，包括轴对称燃烧室构型的三串联、双串联凹腔，以及矩形构型的串并联四凹腔、七凹腔方案等，通过揭示多凹腔超声速燃烧室内多回流区联合作用下的燃烧流动机理，形成了基于多凹腔回流区实现释热分布匹配的方法，提出了抑制燃烧振荡的鲁棒（稳定可靠）燃烧方案，形成了多凹腔超声速燃烧组织理论。在超声速燃烧火焰稳定、超声速鲁棒燃烧、高效超声速燃烧组织等方面取得突破，为宽范围超燃冲压发动机设计提供了重要支撑。

比如在超声速燃烧火焰稳定方面：

由于超燃冲压发动机内气流速度远超火焰传播速度理论极限，火焰稳定十分困难。超燃冲压发动机燃烧室内的气流驻留时间在1ms量级，在这样的条件下为确保超声速燃烧火焰稳定，王振国团队系统开展了串联、并联多凹腔火焰稳定特性研究，揭示串联多凹腔通过延长气流驻留时间并提高燃料/空气湍流掺混来促进部分预混火焰稳定的机制，建立了理论分析模型。王振国团队发现其通过上下游调节能够更好地适应宽范围来流条件的变化；揭示出并联多凹腔通过增加有效稳焰容积、回流区释热耦合改变激波和回流区结构来强化部分预混火焰稳定的机制，发现在局部具有燃烧明显增强的效果；提出了多凹腔火焰稳定设计方法，显著拓宽了稳焰范围，为宽范围超燃冲压发动机的稳焰设计提供了理论依据。

没有任何借鉴，自主创新，攻克多项世界级的难题，王振国院士自创全新理论，让中国在超燃冲压发动机领域领先世界。

不仅仅是理论创新，王振国院士更是将理论转变为实际，研制成功世界首台航空煤油再生冷却超燃冲压发动机（美国X-51A发动机采用特殊吸热型碳氢燃料），通过长程热试车考核。该型发动机研制成功，标志着我国具备了独立自主研发超燃冲压发动机的能力，和美国相比，我国研制的航空煤油再生冷却超燃冲压发动机使用航空煤油作为燃料，成本更低，应用范围更广，速度更快，而且我们是世界首个实现了亚小时连续工作的国家。

王振国从概念提出、方案设计到系统集成，研制成功国家重大专项的××高超声速飞行器，并组织完成飞行试验，使我国成为继美国之后第二个实现以超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行器自主飞行的国家。

除此之外，成果应用于继美国和澳大利亚联合研制的HiFIRE后第二个低成本临近空间高超声速通用试飞平台（代号“凌云一号”）的超燃冲压发动机设计，经飞行试验验证，连美国都佩服，被美国《航空周刊》称为“里程碑成就”。

要知道，目前美国的HiFIRE可是经历过多次失败，HIFiRE计划的第一次HIFiRE5试验并未取得成功，HIFiRE7试验也并未完全成功，整个计划的进度被严重影响，而中国已经开始启动了“凌云二号”计划。

据悉，目前王振国教授正在主持研制的具备世界领先水平的xx临近空间飞行器xx组合发动机

我国在高超声速飞行器领域取得的其他成绩

除了王振国教授在超燃冲压发动机上做出了卓越成就之外，中国航天空气动力技术研究院第二研究所在FD-21高超声速风洞中也完成了时速10000公里基于氢氧燃料技术的超燃冲压点火试验，实现了5毫秒时间内，氢气在速度近3千米/秒（10000公里/小时）空气中的超声速自主燃烧，并获得了超声速燃烧模态下的试验数据和火焰图像。

此次氢氧燃烧推进试验，一举攻克了超高速超燃冲压发动机地面试验的两大关键技术性难题，一是通过极为精确的时序控制技术，在百分之一的眨眼时间（5毫秒）内实现了氢燃料与速度近3千米/秒（10000公里/小时）空气之间的空间交汇；二是利用光壁横向喷注与凹腔稳焰相结合的技术，实现了氢燃料的超声速点火与稳定燃烧。

该风洞是全球最大口径自由活塞驱动高能脉冲风洞，速度能够达到15马赫，此次试验成功也标志着FD-21高超声速风洞正式进入实用化阶段，该风洞后续将会加快孵化一大批新型跨大气层高超音速飞行器。

可以说，中国在高超声速飞行器上已经领先了世界，中国是我们是世界首个实现了亚小时连续工作的国家。世界上第一个正式列装高超声速飞行器的国家，中国是世界上唯一一个掌握了超燃发动机和钱学森弹道两种高超声速飞行器飞行技术的国家，中国也是唯一一个掌握了成系列高超声速风洞的国家。