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【文/觀察者網(wǎng) 熊超然】“隨著對速度需求的增長，研究人員已開發(fā)出世界上第一臺使用標(biāo)準(zhǔn)航空煤油的發(fā)動機。”

香港《南華早報》2月26日報道指出，這項研究成果由中國科學(xué)家開創(chuàng)性地取得，他們成功測試了全球首臺由標(biāo)準(zhǔn)航空煤油驅(qū)動的斜爆轟發(fā)動機（ODE），這標(biāo)志著高超音速推進領(lǐng)域可能迎來重大變革，有望重新定義航空以及航天旅行的極限。

位于北京的JF12激波風(fēng)洞能夠模擬40公里以上高空的高馬赫數(shù)飛行條件，中國科學(xué)院的研究人員在其中進行了一系列實驗，使用常見的商用煤油RP-3噴氣燃料，成功實現(xiàn)了持續(xù)的斜爆轟波。報道稱，這項已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《實驗流體力學(xué)》上的研究表明，該發(fā)動機的燃燒速率比傳統(tǒng)的超音速燃燒沖壓發(fā)動機快1000倍，而這是傳統(tǒng)吸氣式發(fā)動機難以達到。

報道指出，這項科研技術(shù)是中國一項宏偉計劃的一部分，如果將斜爆轟發(fā)動機應(yīng)用于軍事，將催生出新一代高超音速導(dǎo)彈、無人機甚至轟炸機，這些武器將具有超長射程和低運營成本，能使解放軍在未來的戰(zhàn)爭中占據(jù)顯著優(yōu)勢。

中國科研人員開發(fā)的發(fā)動機近景 《南華早報》

超音速燃燒沖壓發(fā)動機需要龐大的燃燒室，且在高馬赫數(shù)之下存在熄火的風(fēng)險。而與之不同的是，斜爆轟發(fā)動機發(fā)動機則將斜爆轟波視為一種支撐力量。

工程師們發(fā)現(xiàn)，通過在燃燒室壁上巧妙地放置一個5毫米凸塊，可以誘導(dǎo)出自我維持的“爆震”，這是一種由超高速沖擊波驅(qū)動的爆炸，在微秒級時間內(nèi)即可完成燃燒。

“沖擊波如此劇烈地壓縮并點燃燃料-空氣混合物，從而產(chǎn)生了一個自我強化的爆炸前沿?！敝袊茖W(xué)院力學(xué)研究所的該項目研究團隊這這樣寫道。

在9馬赫的速度下，測試顯示爆炸點的壓力峰值達到了環(huán)境水平的20倍，這表明該發(fā)動機能夠在大多數(shù)超音速燃燒沖壓發(fā)動機幾乎無法工作的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)大的推力。

由于所需功率巨大，風(fēng)洞僅支持50毫秒的持續(xù)運行——這相當(dāng)于以9馬赫速度飛行約150米。不過，這對于研究人員全面了解發(fā)動機點火和自我維持沖擊波推進的全貌已經(jīng)足夠了。

研究人員介紹，與超音速燃燒沖壓發(fā)動機設(shè)計相比，這種新發(fā)動機的燃燒室縮短了85%，可以顯著減輕飛機的重量并延長飛行距離。

斜爆轟發(fā)動機原理圖 《力學(xué)學(xué)報》

《南華早報》指出，數(shù)十年來，高超音速發(fā)動機一直依賴氫氣或乙烯作為燃料，雖然這些燃料點火迅速，但其存儲要求卻不切實際。另一方面，RP-3煤油雖然在邏輯上更理想，能量密度更高，但其點火延遲時間過長，使得發(fā)動機在飛行中途啟動極為困難。

如今，中科院研究團隊通過在點火前將燃料-空氣混合物預(yù)壓縮至3800開爾文（約合3527攝氏度），引入一個小凸塊以產(chǎn)生局部“熱點”來觸發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，并使用翼形支柱加速燃料分散，從而規(guī)避了這一難題。

《南華早報》提到，這一科研項目是中國一項雄心勃勃的計劃的一部分，該計劃旨在到2030年建造一架能夠在一小時內(nèi)抵達全球任何地方的飛機，但沒有給出這一說法的具體出處。據(jù)稱，這項技術(shù)的速度可達到16馬赫，相當(dāng)于20000公里/小時，或半小時內(nèi)從上海飛往洛杉磯，將使可重復(fù)使用的太空飛機實現(xiàn)大氣層和軌道飛行的銜接。

觀察者網(wǎng)查詢中科院研究團隊的論文后則發(fā)現(xiàn)，其中一段這樣指出：

在理論分析方面，NASA曾于1978年開展了斜爆轟發(fā)動機推進性能一維熱力學(xué)循環(huán)理論分析，分析了不同馬赫數(shù)下的發(fā)動機推力和比沖。結(jié)果表明，斜爆轟發(fā)動機具有拓展到寬速域飛行馬赫數(shù)范圍（Ma=6～16）的能力。

半小時從上海飛往洛杉磯的暢想，處于這一范圍的上限，想要實現(xiàn)恐怕難度很大。

報道還稱，如果將斜爆轟發(fā)動機應(yīng)用于軍事技術(shù)，其將催生新一代高超音速導(dǎo)彈、無人機甚至轟炸機，這些武器將具有超長射程和低運營成本，能使解放軍在未來的戰(zhàn)爭中占據(jù)顯著優(yōu)勢。

目前在科研中也仍存在著障礙。據(jù)科研團隊介紹，研究人員需要更深入地了解RP-3煤油在爆炸燃燒過程中及燃燒后的副產(chǎn)品，并需要優(yōu)化凸起配置，以提高發(fā)動機的實際飛行效率。

去年12月底，社交媒體上流傳的兩款中國最新型戰(zhàn)機 視頻截圖

《南華早報》稱，隨著地緣政治緊張局勢的升級，高超音速技術(shù)在世界大國之間的權(quán)力斗爭中扮演著越來越重要的角色。當(dāng)?shù)貢r間1月23日，美國總統(tǒng)特朗普在接受福克斯新聞網(wǎng)采訪時就聲稱，俄羅斯“竊取”了美國高超音速導(dǎo)彈技術(shù)的設(shè)計。他補充說，美國正研發(fā)自己的高超音速導(dǎo)彈，其性能將“更勝一籌”?！拔覀兒芸炀蜁碛兴鼈?。”他補充道。

此外，美方也頻繁拿別國的高超音速武器來炒作，為自己擴張武器裝備尋找借口。彭博社去年3月13日報道稱，五角大樓分析師當(dāng)時聲稱，中國在研發(fā)、測試和部署高超音速技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，不僅勝過俄羅斯，美國也在努力追趕這種五倍音速的新型武器。

對此，中國外交部發(fā)言人此前在回應(yīng)相關(guān)提問時指出，美國是世界上最早研發(fā)高超音速武器的國家，目前仍在不斷發(fā)展，甚至擴散高超音速導(dǎo)彈的技術(shù)，并且投入上萬億的美元升級其“三位一體”的核力量。美方反復(fù)就中方正常的航天器試驗表達所謂的擔(dān)憂，并借此渲染“中國威脅論”。那么美方能否向國際社會說明美國發(fā)展高超音速武器意欲何為？又是出于什么理由擔(dān)心別的國家？國際社會是否有充分的理由對美方的舉動表達擔(dān)憂呢？

發(fā)言人強調(diào)，我們敦促美方充分尊重各國發(fā)展正當(dāng)國防力量的權(quán)利，停止借渲染所謂的“中國威脅論”而大肆擴充軍力的伎倆。

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