什么是旋轉爆震發動機？

有人說這相當于把一個汽車引擎換成了連續引爆的炸彈，速度和效率自然不可同日而語。

所謂旋轉爆震發動機，其精髓就在于兩點，一個是“旋轉”，一個是“爆震”。

其實，爆震發動機的概念并不難理解，小學二年級就能聽懂。

目前，人類所有的航空發動機以及火箭發動機，都是采用緩燃的燃燒方式。

所謂緩燃，就是像篝火一樣溫和的燃燒。

燃燒波對外的擴散速度通常只有每秒幾厘米到幾十米，壓力變化不大，燃燒釋放的熱量主要轉化為體積膨脹做功，屬于等壓燃燒。

另一種是爆震，就像炸藥爆炸一樣。

燃燒以激波的方式進行超音速傳播，可以瞬間釋放大量能量，產生瞬時高壓脈沖。

爆震屬于等容燃燒，燃燒釋放的熱量會導致溫度和壓力急劇升高，但容積保持不變。

等容燃燒的熱效率可以達到50%以上，而等壓燃燒的熱效率在30%～40%，更高的效率就意味著可以節省更多燃料。

然而，與緩燃相比，爆震燃燒觸發難度高, 脾氣暴躁，不太可控，人們對其機理的掌握和認知還不太充分。

研究者們嘗試了多種基于爆震的推進方式，比如有一種簡單的，脈沖爆震發動機。

它有一根長長的管子，一端帶有進氣閥和火花塞，進氣閥噴射混合氣體，點燃后，引發亞音速爆燃并在燃燒室內延燒。

隨著壓力和溫度的迅速升高、燃氣前緣不斷加速并最終引發爆震，從而產生推力。

通過調整點火時間，可使它的工作頻率達到10～100hz。

雖然脈沖發動機結構簡單，省去了大量活動部件，但它仍有不少技術難點。

比如爆震波瞬時的高溫和高壓對燃燒室壁面沖擊大，容易導致疲勞裂紋。

每次循環時，都需要將燃料重新混合，而且混合比例非常敏感，如果比例不正確只會引起緩燃，導致其推力的不穩定。

最關鍵的是，脈沖爆震發動機的推力是不連續的，那該怎么解決呢？

有朋友可能會注意到，脈沖爆震發動機在工作的時候，特別像冒藍火的加特林。

而加特林機槍之所以能實現高速連發，就在于多管旋轉設計。

所以，我們可以設計多個燃料噴口，將它們安置在一個環形燃燒室中，這就是旋轉爆震發動機。

當然了，和加特林不同，那些位于環形基座上的噴口可不會像加特林槍管那樣旋轉，旋轉的是爆震波。

在第一次點火起爆后，爆震波會沿著柱體的環形表面向外擴散。

此后，其余噴口會依次噴出混合燃料，它們會在前一次爆震的高溫高壓下繼續產生爆震，從而形成可以自我持續的旋轉爆震波。

這種巧妙的設計，使旋轉爆震發動機只需要點火一次，便可形成自主循環。

據悉，這些爆震波的傳播速度高達3-6馬赫，在千分之一秒內就可以繞著環形燃燒室旋轉一圈，其工作頻率高達1-10千赫茲。

如果旋轉爆震發動機的各項技術成熟并成功應用，其搭載的飛行器將具有更高的熱效率。

以氫氣作為燃料為例，燃氣輪機的熱效率為36.9%，而旋轉爆震發動機的熱效率則高達59.3%。

當它與超然沖壓技術相結合后，其飛行速度可達到5～15馬赫，而且還可以降低燃料消耗。

從紐約到上海，只需要2小時，顛覆現有航空業。

如果將其應用在太空推進上，會有更高的比沖，達到400～500秒，到時候，火箭就可以少裝載一些燃料，從而搭載更多物資和人員。

目前，旋轉爆震發動機的研究主要集中在中美兩國。

日本、俄羅斯和歐洲也開展了相關探索，但技術成熟度和應用深度存在顯著差異。

2023年，NASA就通過3D打印技術造出了全尺寸旋轉爆震發動機，并完成了長達251秒的連續測試，產生了2630公斤的推力。

2024年年底，由北京航天動力研究所研制的氫氧旋轉爆震火箭發動機，完成了長時熱試驗，突破了氫氧旋轉爆震燃燒室的熱防護技術。

所謂氫氧旋轉爆震火箭發動機，就是一種以液氫和液氧為燃料的發動機，是運載火箭最重要的組成部分。

而就在氫氧旋轉爆震發動機官宣的當天，中國試飛了兩款六代機。

雖然官媒并沒有透露多少信息，但從網上的視頻來看，成飛的六代機是有三臺發動機的，這上面是否搭載了爆震發動機，我們不得而知。

我國研究新型武器的路線是：生產一代、試制一代、預研一代、探索一代。

究竟是哪款戰機能搭載爆震發動機，那就看廣大煙民的努力了！