摘要:2025年4月,全球航空领域被一则重磅消息点燃:美国和中国几乎同时在第六代战机的研发赛道上全力冲刺。美国总统特朗普高调宣布代号为F-47的战机正式投入研发,而中国的歼36也在紧锣密鼓地进行试飞工作。这一场激烈的角逐,让人们的目光聚焦到了一个关键技术——爆震发动
2025年4月,全球航空领域被一则重磅消息点燃:美国和中国几乎同时在第六代战机的研发赛道上全力冲刺。美国总统特朗普高调宣布代号为F-47的战机正式投入研发,而中国的歼36也在紧锣密鼓地进行试飞工作。这一场激烈的角逐,让人们的目光聚焦到了一个关键技术——爆震发动机。作为航空动力领域的“潜力新星”,它被视为打破传统航空格局的关键,那么,这种发动机究竟实力几何?研发过程又面临哪些艰难险阻?距离技术成熟还需多久?让我们一同深入探寻。
目前,无论是战斗机翱翔蓝天,还是导弹呼啸长空,大多依赖活塞、涡轮等传统动力技术。这些传统动力的能量释放主要依靠缓慢的燃烧过程,每秒火焰传播速度仅有几米到十几米,能量输出相对有限。而爆震发动机则截然不同,它以“爆炸”替代“燃烧”,借助激波传递能量,火焰传播速度堪称惊人,能达到每秒几千米。这种高热效率的特性赋予了爆震发动机巨大的潜力。在导弹领域,它能让导弹体积更小、速度更快;若应用于飞机,不仅能减少动力系统占用空间,为战机装载更多先进设备提供条件,还不会削弱战机的机动性能,甚至可能使其机动性更上一层楼。
早期,科学家们致力于脉冲爆震发动机(PDE)的开发。PDE采用长管状燃烧室,通过频繁点火来产生强大的推力。然而,点火频率成为了限制其发展的“天花板”。无论科学家们如何努力,PDE的点火频率始终难以提升,这使得它的发展前景逐渐黯淡。
于是,各国纷纷将研发重点转向旋转爆震发动机(RDE)。RDE采用环形燃烧室,拥有连续爆震的特性。它仅需一次点火,激波就能在环形燃烧室内以极高频率引爆燃料,形成自持燃烧,成功克服了PDE的点火频率难题。形象地说,PDE就像是一个人逐个点燃鞭炮,而RDE则是点燃一次后,其余鞭炮顺着引线自行点燃,实现了连续、高效的能量释放。
不过,从理论到现实的跨越,总是布满荆棘。RDE在实际应用中面临着诸多挑战。首先是燃烧稳定性问题。RDE的环形燃烧室内,爆震与燃烧反应同时存在,燃烧自持性极为脆弱,就像点燃的鞭炮也可能中途熄灭一样,RDE的点火也存在不确定性,实现稳定燃烧困难重重。
其次,燃料选择也是一大难题。目前,实验室测试大多使用高活性的氢气作为燃料,以确保测试成功。但在实际应用中,必须考虑使用火焰速度更低的燃料,如航空煤油。从氢气到航空煤油,燃料的切换带来了维持燃烧的巨大挑战,这也导致RDE在短期内难以应用于导弹和飞机。
再者,RDE燃烧室爆炸产生的爆震波温度高达2700度以上,何种材料能够承受如此极端的高温,成为亟待解决的关键技术难题。
要让RDE从实验室走向实际应用,需要一个循序渐进的过程。首先要在小型导弹上实现批量使用,积累经验、优化技术;然后逐步扩大应用范围,直至能够整合到火箭上;最后,当性能足够成熟稳定,再将其作为战斗机的主要动力来源。这一过程预计需要漫长的时间,保守估计至少需要10年,甚至可能长达20年。毕竟,技术的发展不能急于求成,需要脚踏实地、稳步推进。
爆震发动机,尤其是旋转爆震发动机,虽然展现出了颠覆传统航空动力的潜力,但要实现广泛应用,还有很长的路要走。在2035年以前,我们恐怕难以看到它全面发挥作用。然而,正是这种充满挑战的前沿技术,激发着中美两国乃至全球航空领域科研人员的探索热情。这场围绕爆震发动机和第六代战机的科技竞赛,不仅关乎军事战略优势,更是人类对航空技术极限的不懈追求 ,究竟谁能率先突破技术瓶颈,让爆震发动机在六代机上大放异彩,我们拭目以待。
来源:一片冬麦一把香菜