旋转爆震发动机和斜爆震发动机的结合体领先美国20年

国产发动机再度突破，旋转爆震发动机和斜爆震发动机的结合体领先美国20年。刚刚进入2024年，好消息就开始接踵而至。中国高超声速技术再获突破。通过将旋转爆震发动机和斜爆震发动机相结合，提供了前所未有的高超音速动力解决方案。这一设计真正做到了“世界第一”。

2022年，中国清华大学航空航天学院研制的新型发动机终于完成了飞行试验。发布的视频中，“清航大星”火箭轰然升空，成功启动点火仪式。随后，发动机有效地吸收了空气中的氧气，为火箭升空提供了更大的推力。多家媒体报道称，这标志着中国在航天强国领域取得新突破，从此跻身世界前列。

简单计算了爆震燃烧的热效率。分别在0流量、马赫数2的来流工况下比较了等压燃烧、等容燃烧和爆震燃烧的热效率。从理论角度看，爆震燃烧确实具有更高的热效率，这也是为什么旋转爆震发动机近年来非常流行。

旋转爆震发动机（简称RDE）是一种利用一个或多个爆震波在环形燃烧室内连续传播产生推力的发动机。燃料和氧化剂通常从燃烧室头部分开喷射，并发生高压爆震。产物在横向膨胀的作用下逐渐沿轴向流动，从燃烧室末端排出，产生推力。

2023年，中国JF-22风洞设计师姜宗林在接受央视公开采访时表示，中国已经攻克了固定式斜爆发动机（也称固定式斜爆发动机），可以让飞机达到9速马赫。

JF-22风洞投入使用后，蒋宗林将升级斜爆发动机，目标是使飞机速度达到16马赫。16马赫是音速的16倍，约为5.4公里/秒。如果飞机能够达到这个速度，只需2小时即可绕地球飞行。

自然界中存在两种燃烧波：一种是爆燃波，另一种是爆震波。爆燃波通常以相对低的速度向未燃烧的混合物传播。对于大多数碳氢燃料和空气的混合物，火焰传播速度约为每秒几米至十几米。爆轰波是由先导激波压缩自燃产生的，能在可燃气体中以高超音速自持传播。它是一种高速、高效的燃烧形式。由于爆震波传播速度极快，因此后续的燃烧过程可以认为是相同的。它能够耐受燃烧过程，这使其对推进系统非常有吸引力。

1月2日《南华早报》报道称，前段时间，一架无人机在中国西北某科研基地翱翔天际，让无数中国军迷兴奋不已。这种无人机配备了传说中的爆震发动机，代号FB-1。距离消息传出，国产爆震发动机研发取得重大突破才过去几个月。这足以说明中国在这一领域取得了一定的进展，积累了大量的经验。中国在这一领域走得更远，拥有中国原创的高超声速动力解决方案。

中国科学家研究的吸气式发动机可以将飞机从零加速到16倍音速，直接将其从地面提升到30公里以上的高度，并且比传统发动机消耗的燃料更少。据介绍，以这样的速度飞行，即使是最长的洲际飞行也只需一两个小时。

该发动机结合了旋转爆震发动机和斜爆震发动机。科学家发表的论文提到，这款发动机将以两种不同的模式运行。当速度低于7马赫时，会起到旋转爆震的作用。在振动发动机的作用下，外部的空气和燃料混合并点燃，从而产生巨大的冲击波，为飞机提供强大而持续的推力。

当速度超过7马赫时，激波停止旋转，发动机后部的圆形平台以近直线倾斜爆震的形式保持推力，这种发动机可以将近80%的化学能转化为动能，效率比传统发动机高三到四倍。

值得一提的是，这一设计为中国独有，也是世界首创。与传统发动机相比，该解决方案具有无可比拟的优势，几乎可以在所有速度范围内实现最高效率，这将为航空航天推进带来革命性的变化。

目前，我国高超音速飞行器的推进系统主要由火箭和超燃冲压发动机组成。由于需要携带氧气，火箭的效率相对较低，超燃冲压发动机也有很大的局限性。飞机的速度必须达到4马赫或以上才可以启动。 ，一旦达到10马赫，推力就会急剧下降。军用和民用超音速飞机都迫切需要技术突破，以更低的成本实现更大的有效载荷和更远的航程。

前段时间，美国公布了一款组合发动机DMRJ，它集成了涡轮底座、次燃冲压机、急停冲压机和旋转爆震。最大飞行速度可达5马赫以上，并已经过论证和测试。

说到这里，有人可能会问，这两种技术哪个更先进呢？只能说各有各的优缺点。一方面，DMRJ的涡轮发动机可以快速启动并增加到正常起飞推力。相比之下，旋转爆轰+斜爆模式由于是自吸气模式，所以一开始加速缓慢。 ，你应该慢慢等待速度增加，逐渐好起来。

另一方面，DMRJ的结构很复杂。使用超燃冲压发动机导致速度难以提高。超过10马赫有点困难。不过旋转爆轰+斜爆就不存在这个问题，而且能达到的速度远高于10马赫。10马赫到16马赫，

到目前为止，中国在新一代发动机的进度上已经远远超越美国。中国不仅掌握了超燃冲压发动机和爆震发动机，而且还完成了变循环发动机的研制。这意味着中国的第六代战斗机将有多种发动机可供选择，而美国仍然以可变循环发动机为主。