上海
旋转爆震技术的实现与3D打印工艺密不可分，根据《NASA划时代的旋转爆震火箭发动机，如何化解极端要求下的三大技术挑战？》一文，NASA 的一组推进开发工程师开发并测试了 NASA 的第一台全尺寸旋转爆震火箭发动机（或简称RDRE），这是一种先进的火箭发动机设计，可以 显着改变未来推进系统的构建方式。
根据3D科学谷的市场观察，航天与航空这两大密切相关却又各自不同的领域，由旋转爆震发动机产生了另外一个层面上的密不可分的联系。
▲GE位于纽约州北部的全球研究中心的科学家们成功测试了双模冲压发动机（DMRJ）发动机小型验证机，该验证机使用了一种称为旋转爆震燃烧（RDC）的新技术。
©GE
旋转爆震燃烧（RDC）
近日，美国发动机制造商GE 通用电气航空航天公司表示，其在开发能够为超高速高超音速飞行提供动力的可重复使用发动机方面取得了重大突破。GE航空航天公司于12月14日透露，位于纽约州北部的全球研究中心的科学家们成功测试了双模冲压发动机（DMRJ）发动机小型验证机，该验证机使用了一种称为旋转爆震燃烧（RDC）的新技术。
GE表示，对于一次性和可重复使用的飞行器，该设计可以实现高速、远程飞行，其效率比当前超燃冲压发动机更高。随着航空航天领域着眼于高超音速技术的未来，GE航空航天公司凭借适当的能力、经验和规模，处于有利地位，能够成为推动客户新发展的领导者。
l3D打印与旋转爆震燃烧技术
根据3D科学谷，航天领域的RDRE旋转爆震火箭发动机开发的一大技术挑战是需要在⾼压爆轰通过喷射器孔口时减少燃烧产物的回流可能性。另一大技术挑战是需要设计和制造耦合的燃烧室腔室和喷射器配置，以理想地产生推力并将损失降至最低。而3D打印使得化解这些挑战成为可能。
▲3D打印超燃冲压发动机技术逻辑
©3D科学谷白皮书
喷射器方面，根据3D科学谷的市场研究，目前的市场上各种喷射器设计充分利用了3D打印实现复杂内部形状的特点，不管是多管气体分配回路，还是延伸到燃烧气体流场中的冷却系统，亦或是带中空壁热屏蔽结构的燃料喷射器，3D打印都在助力燃料喷射器实现更为稳定高效的性能。3D打印不仅避免了多个零部件的组装需要，还可以成就更为复杂的形状，使得传统加工工艺难以实现。
▲更好的燃烧
©3D科学谷白皮书
l冲击波和反应区紧密结合
目前，GE已成功点燃双模超燃冲压发动机小型验证机，GE表示该发动机有朝一日可为载人高超音速飞行提供动力。据悉，GE相信其 DMRJ 原型机是第一个利用旋转爆震燃烧（RDC）的高超音速发动机的例子。
美国空军将旋转爆震燃烧（RDC）技术描述为“更高效的燃烧类型，其特点是冲击波和反应区紧密结合，推进剂在其中快速压缩、加热和燃烧”。小规模旋转爆震燃烧（RDC）测试于 2023 年最后一个季度的某个时间进行。
l“丝滑”过渡
至关重要的是，GE 航空航天公司相信旋转爆震燃烧（RDC）用于高超音速飞行器将解决高超音速飞行的一个关键障碍：传统喷气发动机和超高速 DMRJ 之间的过渡。
在现实生活中，推进系统之间的转换是一个问题。在实践中，模式转换将允许飞机在燃气涡轮发动机的动力下发射，过渡到超燃冲压发动机动力以达到高超音速并执行任务，然后减速并过渡回涡轮动力飞行以着陆。
传统 DMRJ 发动机的物理特性要求 M3.5 左右的空速才能实现对产生点火和产生推力有意义的压缩。目前的超燃冲压发动机在 M4 或更快的速度下运行效率最高。
有史以来飞行速度最快的载人飞机——洛克希德·马丁公司标志性的 SR-71 黑鸟——达到了 M3。
推进工程师必须解决大约 M3 和 M3.5 之间的速度差距，然后才能利用黑鸟这样的可重复使用飞行器进行载人高超音速飞行。
一种选择是使用火箭助推器而不是喷气涡轮机来达到高亚高超音速。
火箭动力方法的例子包括无人驾驶TalonA飞行器和高超音速武器系统，如洛克希德公司的高超音速吸气式武器概念和雷神-诺斯罗普·格鲁曼公司的高超音速攻击巡航导弹。
一流的高超音速系统目前正在实现从传统推进到超燃冲压发动机动力的过渡，动力介于 M3.2 和 M3.7 之间。
弯曲曲线
市场可能期望一家以喷气发动机而闻名的公司能够通过制造更好的喷气发动机来实现超燃冲压发动机的过渡。但 GE 航空航天公司却采取了相反的做法——旋转爆震燃烧（RDC）技术是关键。
GE开发和扩展该技术战略的一部分是今年早些时候收购了总部位于纽约的推进开发公司 Innoveering。Innoveering 的 DMRJ 设计构成了GE航空基于旋转爆震燃烧（RDC）技术的发动机原型基础。
▲3D打印超音速飞机发动机
©3D科学谷白皮书
全球研究中心的科学家表示，采用旋转爆震燃烧（RDC）技术的 DMRJ 发动机将能够以比传统超燃冲压发动机更慢的速度点火并产生推力，这种方法有可能对现有系统进行“重大改进”。
GE 航空航天公司计划在 2025 年初或更早之前测试带有旋转爆震燃烧（RDC）技术的全尺寸 DMRJ 发动机。
如果GE证明了该设计的可行性，那么载人高超音速飞行的前景将成为“一个工程问题”，而不是一个发明问题。解决这个工程问题将主要落在洛克希德、诺斯罗普或波音等飞机制造商身上。他们将面临的挑战是设计出将两个完全不同的推进系统与独特的进气要求集成在一起的方法。
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