近年來,中國在科技領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展,例如嫦娥探月工程、祝融火星探測、天宮空間站以及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等,均體現(xiàn)了中國自主創(chuàng)新的能力。 然而,西方國家對此雖密切關(guān)注,但將其簡單歸結(jié)為“震驚”則有失嚴(yán)謹(jǐn)。同時(shí),將電磁炮等裝備的研發(fā)優(yōu)勢完全歸于中國亦缺乏充分論證。
近日,美國成功試飛旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī),讓不少中國網(wǎng)友都破防了,并且不少網(wǎng)友懷疑存在泄密行為,畢竟我國在去年年底剛剛成功試飛掌握了核心技術(shù),然而就在短短數(shù)月期間,美國就成功宣布成功試飛旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。
中國和美國成功試飛旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
據(jù)悉,5 月 15 日消息,美國推進(jìn)技術(shù)公司 Venus Aerospace 于 2025 年 5 月 15 日在新墨西哥州太空港,成功完成了旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)(RDRE)的短程飛行測試。這一里程碑式的成果,標(biāo)志著美國首次實(shí)現(xiàn)了研究數(shù)十年的旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)概念的實(shí)際飛行。
此次試飛的旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá) 2000 磅。測試火箭從軌道發(fā)射,飛行持續(xù)約 30 秒,且按計(jì)劃未突破音障。該發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的最終目標(biāo),是讓飛行器能夠以音速的四到六倍,直接從常規(guī)跑道起飛。
旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)采用的爆震燃燒,是一種先進(jìn)且高效的燃燒方式。它具備燃燒速率極快、自增壓、熵增小、熱循環(huán)效率高等顯著特點(diǎn),在火箭推進(jìn)、寬域沖壓推進(jìn)及組合推進(jìn)等多個(gè)航天領(lǐng)域都展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不同,旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)依靠環(huán)形通道中持續(xù)傳播的爆震波工作,能夠產(chǎn)生超音速?zèng)_擊波。
Venus Aerospace 成立近五年,其長期戰(zhàn)略目標(biāo)是開發(fā)強(qiáng)大的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī),并打造可搭載十余名乘客的高超音速飛行器,從而實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)兩小時(shí)內(nèi)的互聯(lián)互通。目前,該公司正在積極尋求在商業(yè)和國防領(lǐng)域的近期應(yīng)用機(jī)會,期望將這一先進(jìn)技術(shù)盡快轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。
值得注意的是,在旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)賽道上,全球并非只有美國在發(fā)力。據(jù)了解,我國多家研究機(jī)構(gòu)也在該領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。例如,中國航天科技集團(tuán)六院北京航天動(dòng)力研究所、西部(重慶)科學(xué)城爆震推進(jìn)與空天飛行技術(shù)研究中心等。
2024 年底,北京航天動(dòng)力研究所研制的氫氧旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)完成了長時(shí)熱試驗(yàn),不僅突破了氫氧旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室熱防護(hù)技術(shù),還驗(yàn)證了長時(shí)工作下氫氧旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性。
隨著美國此次試飛成功以及中國相關(guān)研究的穩(wěn)步推進(jìn),旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的全球競爭態(tài)勢愈發(fā)激烈,未來有望為航天事業(yè)帶來更多的突破和變革。
旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)商業(yè)應(yīng)用前景
旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)作為一種前沿推進(jìn)技術(shù),憑借其獨(dú)特的爆震燃燒模式和潛在的高效能,正引發(fā)全球范圍內(nèi)對航天及航空領(lǐng)域商業(yè)應(yīng)用的探索。以下對其商業(yè)前景進(jìn)行綜合分析。
該技術(shù)在航天發(fā)射領(lǐng)域具有革新潛力。旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)理論上能夠降低發(fā)射成本,提高發(fā)射頻率,并具備可重復(fù)使用的潛力,使其在商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射和近地軌道運(yùn)輸方面具有顯著優(yōu)勢。
其次,旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)在高超音速飛行器的商業(yè)化方面前景廣闊,有望催生全球快速運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),并受益于軍用技術(shù)向民用的溢出效應(yīng)。
此外,國防與軍事應(yīng)用也提供了商業(yè)化路徑,RDE緊湊的結(jié)構(gòu)和高推重比使其成為高超音速導(dǎo)彈和空天作戰(zhàn)平臺的理想動(dòng)力。
在能源效率與環(huán)保方面,旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)與綠色燃料的適配性及多燃料靈活性,使其更符合全球減碳趨勢,并在不同商業(yè)場景中具備適應(yīng)性。然而,旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的商業(yè)化面臨著技術(shù)挑戰(zhàn),包括耐高溫材料、熱管理、精密控制系統(tǒng)以及適航認(rèn)證等瓶頸。
目前,美國、中國、俄羅斯及歐盟等國家和地區(qū)均在積極投入研發(fā)。美國企業(yè)如Venus Aerospace和普惠公司在國防應(yīng)用方面領(lǐng)先;中國航天科技集團(tuán)等機(jī)構(gòu)則聚焦于氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)和空天飛行器研究;而俄羅斯和歐盟則側(cè)重于等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)和組合循環(huán)技術(shù)。
綜合評估
旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的商業(yè)化進(jìn)程預(yù)計(jì)將分階段推進(jìn),短期內(nèi)側(cè)重國防和高價(jià)值衛(wèi)星發(fā)射,中期拓展至高超音速客運(yùn)和可重復(fù)運(yùn)載火箭,長期則可能催生空天飛機(jī)和全球即時(shí)物流網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計(jì)至2040年,相關(guān)市場規(guī)模可達(dá)數(shù)百億美元。然而,其發(fā)展仍需跨學(xué)科協(xié)作與政策支持。
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