美国竟已开始测试3D打印旋转爆震火箭发动机！这是要超越咱们吗？

在美国国家航空航天局最近的高温测试中，马歇尔航天飞行中心在开发称为旋转爆震火箭发动机(RDRE)的创新推进系统方面，达到了一个新的基准。

他们的工程师成功测试了一种新颖的3D打印旋转爆震火箭发动机(RDRE)，持续251秒(或超过4分钟)，产生了超过5800磅(26kN)的推力。

上图：全尺寸旋转爆震火箭发动机燃烧室的251秒热火测试。

而所谓的爆震发动机，就是让燃料在燃烧室内“爆炸”（增压燃烧），利用爆炸产生的推力使飞行器前进。不需要传统喷气式发动机的进气风扇和压气机等部件，重量大大减小，甚至可以安装到无人机上。

更重要的是相比现有的航空发动机，爆震发动机的效率更高，结构更简单的同时，油耗也少，能够适应高超音速飞行。

而常见的喷气式发动机，受制于气动载荷等诸多因素，很难超过4倍音速，再加上制造成本等原因，使得大部分飞机的速度都在2.5倍音速以下。

所以很显然，爆震发动机的出现，将改善这种局面，一旦其投入使用，未来或许会有越来越多具有极快速度的飞机诞生。尤其若是哪个国家能率先掌握这种技术，并将其用在飞行器上，就能领先其他国家一大步，对于提升国家军事实力的作用不容小觑。

同时值得注意的是，前文提到的旋转爆震发动机，就是实现增压燃烧的一种，此外还有脉冲爆震发动机、与斜爆震发动机。其中旋转爆震发动机（RDE）始终是增压燃烧技术的发展重点，其概念实验甚至可以追溯到20世纪50年代。

上图：旋转爆震发动机结构示意图

但直到最近，至少在公开场合，才真正制造出这种类型的可行发动机。2020年5月，中佛罗里达大学(UCF)的一个团队与美国空军研究实验室(AFRL)合作，表示他们已经创建了首个此类实验测试平台。

2021年，UCF的研究人员再次宣布，他们已经制造出了一台能够产生持续爆震波的原型发动机，据说那还是世界上的首次。且从那时起，在美国其他地方和世界各地，关于旋转爆震发动机又有了进一步的发展。

上图：旋转爆震火箭发动机地面测试

2023年，通用电气展示了一个小型实验室试验台TBCC系统，该系统结合了一个2.5马赫级涡扇发动机和一个旋转爆震双模式冲压发动机(RD-DMRJ)。同时该公司报道了压缩燃料—空气混合物，在超音速气流存在下的旋转爆炸。

紧接着在2023年1月，美国国家航空航天局报告其成功测试了，其首个全尺寸旋转爆震火箭发动机(RDRE)，并产生了4000磅力(18千牛)的推力。

之后又在2023年12月，对一个全尺寸的新颖的3D打印旋转爆震火箭发动机，成功实现点火并维持了251秒，产生了超过5800磅力(26 kN)的推力。

由此可见，随着美国在该领域的不断进步，他们或许离发动机装机试飞不远了，然而可惜的是他们比咱们依旧慢了一步。因为在西北飞行试验场上早就进行了一场测试，亮相的是国产FB-1爆震发动机。

这是一款吸气式旋转爆震发动机，具备零速度启动、快速点火、适合高速飞行等诸多优势。推力能够达到1000N。并且这款发动机的速度在理论上可以达到9马赫。

更重要的是此次试验，也是世界上这种类型的发动机首次公开装机点火和试飞。而且这款无人机外表看起来酷似苏-34，可以实现快速响应起飞，全机供电后，15分钟内就能实现起飞。

因此显而易见，试验的成功意味着中国在该领域已经走在了世界前沿。只不过区别在于咱们研制的是吸气式旋转爆震发动机，更适合在大气层内飞行，而美国国家航空航天局研制的则属于旋转爆震火箭发动机，更适合在太空飞行。所以总的来说，也算是各有千秋。