摘要：在《西游记》中，孙悟空一个筋斗能翻出十万八千里，如今，“筋斗云”有了现实版。最近，四川凌空天行科技“筋斗云”高速冲压发动机试飞成功，推力超过400公斤，能实现4倍音速飞行，预示着航空新时代的到来。

于梅君

主笔、视频制作：于梅君

在《西游记》中，孙悟空一个筋斗能翻出十万八千里，如今，“筋斗云”有了现实版。最近，四川凌空天行科技“筋斗云”高速冲压发动机试飞成功，推力超过400公斤，能实现4倍音速飞行，预示着航空新时代的到来。

4倍音速飞行！“筋斗云”成功试飞

2024年12月17日，四川凌空天行科技有限公司成功试飞代号为“JINDOU400”的高速冲压发动机。该型发动机推力超过 400 公斤，可在20公里以上“临近空间”，实现4倍音速飞行。

四川凌空天行科技有限公司总工程师邓帆介绍，4马赫是将近5000公里每小时的飞行速度，将超音速飞行保持在这样的速度，兼顾了成本与经济效益。

时速5000公里，这是什么概念？打个比方，从中国到欧洲距离在7000公里左右，中国到美国1万多公里。如果超音速载人飞行器以4马赫进行远距离点对点运输，基本上能在两个小时内覆盖全球绝大部分城市。

此次验证试飞的“筋斗云”高速冲压发动机，采用完全自主研发的爆震燃烧技术，引入模块化设计，结构紧凑、功能独立、维护便捷，在临近空间高速飞行领域，具有巨大的商业应用潜力。

什么是“爆震燃烧”？这是一种颠覆传统的燃烧方式，通过在燃烧室内引发一系列快速、连续的爆震波，将燃料和氧化剂的化学能，高效转化为热能和动能，具有更高的燃烧效率，能为发动机提供更强劲的推力。

此次试飞取得的发动机性能实飞数据，集成考核了超音速飞行供油、电气、控制系统等关键技术，充分验证了发动机工作的稳定性和可靠性，标志着该系列发动机从原理样机进入产品化阶段，为“云行”系列超音速飞机的研制，打下了坚实基础。

争取2030年达到超音速飞行器载人能力

“云行”系列超音速飞机，是凌空天行在“筋斗云”高速冲压发动机基础上研发的超音速飞行器。

该系列飞机在2024年10月27日成功完成了验证机试飞，飞行速度超过马赫4，升阻比在3.5以上。整机覆盖黄色轻质复合材料，不仅减轻了飞机重量，还提高了在高速飞行时的气动性能。

在高速飞行过程中，飞机表面会持续受到气动加热，局部温度会超过1000℃，“云行”系列超音速飞机，采用了高可靠的耐高温、轻质化热防护材料体系，在试飞中，经受住了极限环境的考验，为后续超音速客机的研发提供了有力支持。

从全球范围看，超音速飞机的发展主要有两条技术路线。第一条是航空路线，即沿着飞机的发展思路，通过提高速度、突破声障，实现超音速飞行。例如协和超音速飞机，继承了大量成熟航空技术，但随着速度提升，其动力技术面临越来越大的挑战。

第二条是航天路线，即沿着高超音速飞行器的发展思路，降低其速度，实现超音速飞行。这条路线的优点是可以做到很高速度，但其专业性不如航空技术那么成熟，需要在工程设计上，实现从一次性到可重复使用的转变。

“云行”系列超音速飞机选择的正是第二条技术路线，2024年已连续实现气动布局、防热材料、动力系统的一系列突破，意味着在超音速飞机的工程设计上，跨越了最重要的技术难点。

未来，“筋斗云”高速冲压发动机有望应用于民用航空，实现超音速客机量产，从而大幅缩短国际航班的飞行时间。例如，从北京到纽约的飞行时间，有望从目前的十几个小时缩短到1小时以内，这将极大改变人们的出行方式，为航空运输业带来革命性变革。

目前，总投资约50亿元的凌空天行全国总部已落地成都未来科技城，预计2027年，将全面完成国产超音速飞行器试飞验证，争取2030年达到超音速飞行器载人能力。

临近空间：上可入天、制天，下可制空、制地

凌空天行自2018年以来，便致力于临近空间高速飞行器的研制工作。不少人好奇：什么是“临近空间”？

凌空天行总工程师邓帆解释，“临近空间”最早由钱学森先生提出，是指高度从20公里到80公里左右的空间范围。其下是传统航空器的活动空间，其上就是我们平常所说的“太空”，是航天器的运行空间。

中国航天科工集团三院302所临近空间无人机技术研究室主任杨发友表示，作为独立于空、天的“第三极”，临近空间“上可入天、制天；下可制空、制地”，在遥感、通信、气象探测等领域具有巨大应用价值，已成为各国争相开发的新兴战略空间。

临近空间雷暴闪电较少，也没有云、雨和大气湍流现象，在这里运行的飞行器自由且安全。

“与卫星等航天器相比，临近空间飞行器研制成本、发射成本和使用成本低得多，灵活度和灵敏度则高得多，既可随风飘浮，也可瞬间加速或悬停，对地观测分辨率通常要高于卫星。”研究专家兰顺正表示。

“但目前为止，多数国家还不能有效利用临近空间，因为对大多数传统飞行器来说，空气过于稀薄，飞不了那么高，而对卫星等航天器来说，临近空间又太低，空气阻力太大，无法进行轨道飞行。”兰顺正说，目前能长时间在临近空间工作的飞行器主要为飞艇或高空气球。

如美国雷神公司研发的“塘鹅”巨型飞艇，能携带大型雷达，在30千米的高空长时间工作。

在我国，相关科研也不断进行。2015年10月，临近空间飞艇“圆梦号”较长时间留空飞行试验，实现了可控飞行与完好回收，标志着我国在临近空间飞艇研制领域迈入世界先进行列。

2017年10月25日，我国自主研发的“旅行者”3号（海口号）临近空间飞行器，携带一只活体乌龟进入海拔21公里的临近空间，这是全球首次浮空器成功携带活体动物进入临近空间停留，验证了载人近太空旅行多项关键技术的有效性。

临近空间高速飞行技术，被认为是全球最前沿且具有巨大商业价值的领域之一，预计未来十年内，可能发展成为一个万亿级别市场。未来乘坐商用临近空间飞行器，可以实现普通人的近太空旅行梦想。

知多一点

高超声速飞行器：穿越云霄的“极速传奇”

人类从未停止对速度的极致追求。曾经，莱特兄弟首次驾驭飞机升空，把人类自由翱翔天空的梦想变成现实；加加林首次乘坐飞船环绕地球飞行，揭开了人类探索宇宙奥秘的精彩序幕。

在飞机和飞船这两个飞行高度之间，还有一个20至100公里的空白区。什么样的高度，就有什么样的速度范围与之相匹配。由此，诞生了一种新的飞行器——高超声速飞行器。

惊人的速度

1946年，钱学森首次提出“高超声速”这一概念。根据他的定义，当飞行器的速度超过5马赫（即声速的5倍，约6120公里/小时）时，便可以视为高超声速飞行器。换算下来，它一秒钟的飞行距离可以超过1500米，这可是现在普通飞机速度的6倍以上！

这个速度到底有多快呢？如果想从伦敦飞到悉尼（直飞航程约1.78万公里），目前的民航客机需要19小时，而高超声速飞行器能将时间压缩到3小时以内。

依据技术原理和飞行样式的不同，高超声速飞行器可以分为：助推滑翔高超声速飞行器、吸气式高超声速飞行器以及空天飞机等3种主要类型。

高超声速飞机突破了现有飞机高度和速度的限制，具有可重复使用、宽速域飞行的优势，目前正处于关键技术攻关阶段。不少业内人士认为，高超声速飞机，会是未来飞行器技术发展的重要方向之一。

欧洲宇航局长期致力于高超声速飞机技术研究，其远景目标是发展一型只需2到3小时，就能从欧洲飞到亚洲和大洋洲的高超声速民用飞机。

而空天飞机能像普通飞机一样在水平跑道上起飞。当它上升到30至100公里的高空后，飞行速度就可达到惊人的12到25马赫。这样的速度，足以让它直接加速进入地球轨道，转变为航天飞行器。

完成太空任务后，空天飞机又能重返大气层，像普通飞机一样在机场着陆，实现天地之间的自由往返。相较于其他类型的高超声速飞行器，空天飞机目前仍处于研究探索阶段，技术还不是很成熟。

多重技术考验

高超声速飞行器的魅力，不仅在于其惊人的速度，更在于其背后所蕴含的科技创新与突破。

动力推进技术，是让飞行器疾驰如风的“动力源泉”。在高超声速飞行器穿越云霄的征途中，动力推进技术，就是打开高速大门的金钥匙。

想象一下，让一个重达数吨的飞行器在空气稀薄的高空中以数倍声速疾驰，需要多么强大的发动机提供足够的推力！

目前，超燃冲压发动机是这一领域的明星技术，它可以在大气中有效获取氧气，并且在高超声速条件下稳定燃烧。

制导与控制技术，是确保飞行器精准飞行的“智慧大脑”。而新型材料和热防护技术，则为飞行器披上“高温铠甲”，确保其能够安全穿越大气层。

实现“天涯若比邻”

一些国家将高超声速飞行器列为重点发展领域。航空运输方面，高超声速飞行器可以大幅缩短旅行时间，实现“天涯若比邻”的美好愿景。美国波音公司、欧洲宇航局等先后推出了高超声速客机的概念及相关技术方案。

英国一家公司正在研发全电及混合电力推进的高超声速民用飞机。俄罗斯则致力于开发一款全新的高超声速货运无人机，以液态氢为燃料，能以惊人的15马赫速度飞行，这意味着它几乎可以在极短时间内跨越大洲大洋，实现全球范围内快速货运。

未来，随着技术不断发展和完善，高超声速飞行器将在更多领域展现出独特的优势和价值。

来源：齐鲁壹点