一桶煤油，點燃它，只能解鎖其中四成的能量；而引爆它，則可以快1000倍召喚出五成的能量。難怪發動機都想要爆震燃燒了。

大家好我是火箭叔，今天我們聊斜爆震發動機。它究竟是個什么玩意兒？我們為什么需要它？還有一個很重要的，我們真的像某些報道里講得一樣，已經試驗成功16馬赫的斜爆震發動機了？

我們日常所見的飛機發動機，大多都是依靠“慢燃”——也就是火花點火后火焰沿著燃燒室緩慢傳播，把燃料燃燒釋放能量。但這種燃燒速度非常慢，每秒大約只有幾米的水平。這在氣流速度不那么快的時候還能保持穩定，但在高超聲速飛行時，就很難在短暫的氣流停留時間內完成燃燒。它此時會表現出燃燒不完全、熱效率低下的問題。

于是，我們需要爆震燃燒。 簡單來說，爆震燃燒不是“慢火焰”逐步燃燒，而是通過一束幾乎“爆炸式”傳播的燃燒波來瞬間完成燃燒。這種燃燒速度快得驚人：其火焰傳播速度可以達到每秒上千米，是普通火焰的1000倍！它意味著，我們可以在幾厘米甚至幾毫米的距離內，將燃料的化學能迅速轉化為熱能和壓力能。不僅極大提高了發動機的推重比，還能輕松實現超10馬赫的飛行速度與結構緊湊輕量化，徹底變革飛行器的設計與性能。想象一枚導彈，從北京射向紐約，只需要半個小時，防御系統可能還沒開機，它就已經到家了。

那爆震燃燒該怎么實現呢？斜爆震就是其中的一個路線，這種發動機是在進氣道或者燃燒室中，人為制造出一個傾斜的爆炸波來完成燃燒。這個波很像一把“能量刀”，瞬間點燃燃料與空氣的混合氣體，釋放大量熱量，產生高壓氣體推動飛行器前進。與傳統的超燃沖壓發動機相比， 斜爆震發動機不僅可以保留超聲速的流動狀態，不必將其大幅減速，而且燃燒室可以設計得非常短。長度只有傳統發動機的1/5，所以需要冷卻的面積也大幅減少，熱防護壓力驟降。于是就為它帶來了非常明顯的優勢——能夠在更高馬赫數下實現高效燃燒，且發動機體積還很小。實際上，斜爆震發動機是目前幾款爆震發動機中間，最適合用于超高速飛行的，其適用馬赫數可以超過15，也就是接近兩萬公里的時速，繞地球一圈，兩小時。

另外一些爆震發動機還有脈沖爆震和旋轉爆震發動機，我們在這兒簡單介紹一下。脈沖爆轟發動機的工作方式是周期性地點火，每一次爆震都像一個小爆炸，然后停頓、重新點火。優點是結構相對簡單，理論上可以達到很高的燃燒速度和效率；缺點在于由于是間歇式工作，會引起震動和噪音問題，而且連續工作的穩定性較差，對發動機結構沖擊較大。旋轉爆震發動機則利用在環形燃燒室內形成一個連續旋轉的爆轟波，燃料與空氣持續、穩定地燃燒。相比脈沖式，旋轉爆轟發動機可以實現連續工作，燃燒更加平穩，結構上也可以做得更緊湊，熱效率和推重比都有明顯優勢。目前已在火箭和導彈推進中取得突破。不過，在燃燒波穩定性、燃料噴射與混合控制等方面，它還是面臨著許多有待攻克的技術挑戰。

當然，相比起來，斜爆震發動機面臨的挑戰可能更大，它面前有三大攔路虎：燃料混合難題、熱防護地獄和試驗條件苛刻。 在超高速氣流中如何讓燃料和空氣均勻混合？目前靠“懸臂斜坡噴注器”強行把燃料“插”進氣流，但總壓損失較大。而爆炸波附近的溫度超3000°C，就需要研發新型的陶瓷材料或主動冷卻技術。最后是受限于地面風洞難以模擬馬赫15的真實環境，得靠“飛行試驗反推設計”。所以這就引出了一個疑問，網上很多人討論的我國已經成功試驗了16馬赫的斜爆震發動機，究竟是真是假呢？

來，直接給大家上論文，它發表在去年12月的《實驗流體力學》期刊上。

細節就不贅述了，其重點突破是通過采用鼓包強制起爆技術有效克服了航空煤油、空氣混合物長點火延遲的難題，在仿真馬赫9飛行條件下穩定實現了斜爆轟波的駐定，從而證明了航空煤油驅動斜爆轟發動機的可行性。

這其實已經很厲害了，畢竟相比于傳統燃料，比如氫氣或乙烯，航空煤油不僅能量密度更高、儲存和運輸更方便，而且無需復雜的低溫保溫措施，從而簡化了燃料系統設計，降低了工程難度和成本，為斜爆轟發動機的實際應用提供了更實用的選擇。也讓未來各種超高速飛行器能更快的走進現實，但是非要再添油加醋，就真的過了。人家哪句話說了16馬赫呢？這不白紙黑字寫著嗎——試驗模擬了馬赫數 9、高度 48 km 的飛行狀態。

好了，讓我們期待它早日能在咱們最新的JF-22風洞里真正實現16馬赫的實驗，只是這次，讓我們先回到真相里。

我是火箭叔，別停下，去探索！