摘要：自飞行开始以来，人们一直在追求最快的快速推进系统 —— 值得回顾一下这段历史，以了解这项最新发明的背景。如果你想直接进入新的冲压转子爆震发动机，请跳过前面的段落。

包含在高速转子叶片之间的一系列自传播爆炸，有望在高超音速飞行中实现功率和效率的飞跃 —— 前提是，这种全新的发动机能够建造得足够坚固，能够承受自己的动力。

自飞行开始以来，人们一直在追求最快的快速推进系统 —— 值得回顾一下这段历史，以了解这项最新发明的背景。如果你想直接进入新的冲压转子爆震发动机，请跳过前面的段落。

首先是达芬奇的扑翼机失败的扑翼，灵感直接来自鸟类。不久之后，莱特兄弟发明了螺旋桨，利用与发动机相连的旋转叶片产生的恒定推力，将莱特兄弟带离了地面。螺旋桨在二战前一直是最先进的。

1939年，第一架喷气动力飞机 —— 亨克尔He 178飞上了天空，它利用自身排出的废气来产生推力。1941年，第一架涡轮喷气发动机在Gloster E.28/39上飞行，增加了一个涡轮驱动的压缩机，以迫使更多的空气进入燃烧室，以获得额外的动力和效率。

1949年，我们看到了第一架完全由冲压发动机提供动力的飞机Leduc 0.10，它也将压缩空气引入发动机，但这一次完全由飞机自身的高速向前运动压缩，而进气口的形状旨在减缓空气的速度。20世纪60年代中期臭名昭著的洛克希德D-21无人机本质上是一架带有机翼的冲压发动机，因此无法依靠自身动力起飞。一旦它以超音速飞行，它必须从洛克希德M-21（不要与SR-71混淆）的后面发射，使冲压发动机正常工作。

20世纪50年代是航空航天的高度创新时期，我们今天在快速飞行中使用的许多东西都诞生于这个时代。1954年，我们看到劳斯莱斯生产的第一台涡扇发动机，名为康威。涡轮风扇将涡轮喷气发动机核心周围的一些气流转移，用一个大风扇加速，然后将这些旁路空气与喷气排气混合。

你可以调整这两种流动的比例；当你想要一个安静和高效的引擎时，一个高的涵道比是很好的，当你优先考虑速度和灵活性时，一个低的涵道比就可以了。今天几乎每架商用客机都使用高涵道比涡轮风扇发动机。

1958年，超燃冲压发动机（或称超音速燃烧冲压发动机）被构想出来，它可以在燃烧室中点燃燃料，同时空气以超音速连续流过，从而消除了冲压发动机需要将气流减速至音速以下的麻烦。但这种设计直到2001年才成功地在美国宇航局的X-43A上进行了测试，当时它达到了令人印象深刻的6.8马赫（5217英里/小时或8396公里/小时）的高超音速，三年后达到了9.6马赫（7366英里/小时或11854公里/小时）。

旋转爆震发动机

2020年，我们看到了第一个“不可能”的新型旋转爆震发动机（RDEs）在试验台上点火。这些机器将缓慢、可控的燃烧世界抛在脑后，而是试图利用实际爆炸中释放的强烈、混乱的能量。

这并不是空气-燃料混合物被火焰氧化的美好、可预测的过程，它实际上是用冲击波猛烈撞击爆炸性燃料分子，破坏它们的化学键，导致它们爆炸并释放另一个冲击波。RDE的天才之处在于将冲击波的能量发送到环形通道周围，并定时释放更多的爆炸性燃料，以创造一种自我维持的爆炸模式。

其好处是：理论上的效率比普通内燃机提高了25%。一个缺点是：它们在大气压下的工作效率要低得多，所以它们在超音速或高超音速下更快乐，因为这些地方的进气很容易被压缩，以保持理想的爆炸条件。

2024年：进入冲压转子爆震发动机（RRDE）概念

中国北京清华大学的温浩成博士和王兵教授提出了一种革命性的新型发动机的概念，他们说这种发动机可以在很大的空速范围内提高旋转爆震发动机的效率。

本质上，它是一个旋转的爆震发动机，爆震波在高速转子中稳定下来。转子内形状精确的流道将空气-燃料混合物压缩到理想的起爆条件，无论进气速度如何，并且通过平衡进气气流的相对速度和离开排气的膨胀气体和冲击波来保持爆震波。

冲压转子控制着反应物的压缩，引爆点，以及燃烧气体在单个转子内的膨胀。它采用连续的超音速旋转爆震波作为主要的推进手段，这在本质上比传统的爆燃方法更有效。RRDE通过利用爆轰时的极端压力和温度，实现了更高的热力学效率，这是传统冲压发动机无法做到的。

到目前为止，RRDE仅作为一种设计存在，并且仅在理论和模拟实验室测试中证明了自己。理论测试表明，这种野兽般的发动机应该能够以超过5马赫（3836英里/小时/ 6174公里/小时）的高超音速飞行，比其他起爆发动机的效率要高得多 —— 空气压缩冲压转子也应该能够在比常规RDE慢得多的速度下产生合适的起爆条件。

这并不意味着冲压转子爆震发动机驱动的飞机一定能够在自身动力下起飞，但它确实预示着爆震发动机技术迈出了重要一步。

当然，挑战依然存在。驱动冲压转子需要能量，这将影响效率。在一个静态的环形通道中维持一个爆炸波是很困难的，所以在高速转子中保持一个稳定并不是一件容易的事。当然，旋翼叶片需要足够轻，以快速有效地旋转，但要足够强大，以应对高超音速的进气气流 …… 以及叶片之间持续的爆炸。

我们希望，它能比之前的一些进步更快地从绘图板到测试飞机，最近高超音速研究的不断加速，表明它不久将有机会证明自己。

来源：知新了了一点号