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(资料图)

文| 万民聊生

编辑| 小江

6月，央视官宣中国航空航天最新技术的突破，即驻定式斜爆震发动机，这款发动机最高能达到16马赫的速度，1-2个小时内能环绕地球，并有望用于六代战机中。

该发动机的出现令中国乃至世界的航空航天技术迈入新篇章。

那么，这款国产驻定式斜爆震发动机为什么这么厉害？中国还有哪些惊为天人的技术突破？

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国产航空发动机

总体来说，中国在空军建设和技术发展上要比西方国家晚至少十年，新中国成立前中国并没有相关的实力和技术，因此在不少战役中都吃了亏，直到1945年之后，中国组建空军队伍，其中航空发动机一直是中国航空工业发展中的关键。

然而过去中国并没有自主研发的技术和能力，只能依赖从国外进口，尤其是从苏联购买过米格系列的战斗机和发动机，逐步建立完善空军体系。

依赖进口的结果就是被各种理由在技术上卡脖子，甚至刻意哄抬价格，于是中国下定决心研制，才有如今百花齐放的结果。

起初在60年代左右，中国航空工业技术刚进入起步阶段，必须依靠进口仿制的方式来制造国产的发动机，比如涡喷6、9发动机，都是基于苏联的P-9发动机仿制和改进。

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1983年，中国才开始自主研发设计航空发动机，其中以涡喷14为先，是中国首台自行设计、试飞的发动机，并成为中国当时在航空发动机自主研发设计上的里程碑，主要将其应用在歼-7、8战斗机中使用。

此后，中国又历经了数十年的卧薪尝胆，于21世纪迎来了大爆发，以最新消息为例，今年3月份，在第7届中国航空新创业大赛中，由官方证实由中国自主研制的WS15，即涡扇15发动机已经正式量产。

这款发动机被认为拥有怪物一般的动力，它的问世意味着高温合金材料取得了重大的突破，并应用在第五代战斗机歼-20身上。

此前，歼-20战斗机使用的发动机一直是从俄罗斯引进而来的AL-31F发动机，但由于各方面问题存在，这款发动机并不能发挥出歼-20的全部性能。

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但涡扇15发动机的出现恰好补足了歼-20未能发挥出的全部力量，有了它们的组合，歼-20将能达到最大2.8马赫的飞行速度，继而成为全球最快的飞行器。

驻定式斜爆震发动机

然而中国前进的脚步并不会止于此，随着比歼-20更快、更强，犹如科幻般存在的第六代战斗机震撼来袭，与其相匹配的最强发动机技术也在进一步开发中。

这是自从进入高超声速领域飞行技术时代以来，发动机再次迈入新的领域，当然，这是由于飞行器在越来越强大的同时，因为各种技术性原因必须提高对发动机的要求，否则用与其性能不匹配的发动机，是无法发挥最大作用的。

比如此前在该领域中最先进的是超燃冲压发动机，能够产生高于火箭4倍甚至更高的动力，然而它在发挥到极限时会被限制。

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比如战机在飞行速度过高时会产生一定的高温，只能通过降低燃烧室的气流速度来维持平衡，但相反会升高静温，反而限制了燃烧释放能量，影响发动机发挥出最大用处，驻定式斜爆震发动机也由此应运而生。

中科院高温气体动力学研究项目负责人姜宗林曾说过一个词：爆震。爆震是一种极端的燃烧现象，是现代化构想中最理想的超声速的燃烧方式。

驻定式斜爆震发动机比传统的吸气式发动机拥有更短的燃烧室，以及更小的结构质量，当高速气流进入时也会有更大的温度提升的空间。

它的作用过程可以简单概括为几个步骤，分别是加入混合物后进行点火，继而引发爆震和连续爆震，最后形成动能输出。

工作原理是通过内部的斜爆震得到一定的动力后，通过和燃料混合物燃烧产生冲击波，进而产生爆炸式的燃烧，紧接着借助超声速扩散到离心转子，在此过程中会发生连续的爆震现象。

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最后内部通过快速的自燃反应能够产生剧烈的能量释放，从而增压。

驻定式斜爆震发动机的特点和优势就在于拥有非常快速的传播速度，相比较传统的火焰燃烧速度，在该发动机的作用下，其燃烧速度是传统的十倍之多，而且斜爆阵的冲击波非常强烈，能输出更高的能量。

更高能量的输出也和传统的发动机不同，高压气体借助推力的装置来提供动力的输出，这样能让转换效率变得更高，也比传统的发动机效率高出一半。

目前全球最快的米格31战斗机的飞行速度是2.83马赫，其采用的是D30-F6发动机，但是在驻定式斜爆震发动机面前，就会显得极为“落后”。

当然，要想实现这款领先全球的发动机，对设计、研发、材料等各方面的要求也会很高，不仅需要很强的控制力和稳定性，还需要精确无比的点火时间，很难找到平衡点。

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又因为高能量输出时有一定概率会损伤发动机的燃烧室，所以对技术要求更严格。

目前即使国外技术先进的国家也没能摸透，可中国却率先参透了这项技术，能成功研制的概率也会更高。

现有飞行器搭配它能够实现最高16马赫的飞行速度，可以说是为了第六代战斗机量身打造的发动机也不为过。

美媒也曾表示该发动机一旦实现，甚至能拥有在天地之间往返的能力，并用最快的速度对全球范围进行威胁打击。

全球最大超级风洞

21世纪的高超音速飞行器多如牛毛，但如何更好地发挥性能，不仅需要依靠发动机来实现，还需要对其在空间的探索利用能力进行考验，目前这也是国际间竞争的主要方向。

在这之中，超级风洞就是关键。所谓的风洞就是一座大型的飞行模拟场，能够在地面进行模拟飞行试验。

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此前在2012年，中国就已经拥有了能提供最大9倍音速的JF-12风洞，并成为全球上性能最大功能最先进的风洞。

而今，姜宗林又带着能提供最大30倍音速的JF-22超级风洞问世，又一次刷新了记录，根据最终试验成功的结果来看，这项技术足以领先西方国家20年之多。

JF-22风洞的长度在167米左右，能够产生每秒10千米的超高速气流，等同于音速的30倍，可以模拟最高90公里的高空。

试想一下30倍音速是什么概念？

地球的赤道是4万公里，20倍音速的飞行器需要3千秒的时间绕行半个地球，而30倍音速只需要最快1小时就能够环绕地球一整圈，甚至能够拥有探索火星的能力。

其内部采用爆轰驱动，简单来说就是利用化学爆炸来形成高速的气流。

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这股气流和在真实飞行过程中遇到的高冲击波是类似的，吹出的流场直径能达到2.3米，而国外最大的直径也才只有1.5米。

中国的技术实力到底有多强？传统的风洞难点在于在空气动力的试验过程中，容易遭受尺寸、动力等限制，飞行器在风洞中无法顺利完成试验，因此才会出现大型的风洞实验室。

但想要完成一座堪称完美的大型风洞，就必须采用实力过硬的材料。

由于风洞的内部会产生超音速甚至是超高音速的气流，一般的材质是不可能承受得住太大冲击波的，只能采用耐强压和耐高温材质的材料才可以，否则就会功亏一篑，继而影响到飞行器的试验。

寻找耐高温高压的材料要求也很高，最差也必须要和涡轮风扇叶片差不多才行。

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对于别的国家而言，这是一项巨大的技术难题，然而对于目前的中国而言，却是早已经完成和跨越技术突破的成果。

此外，JF-22风洞具有高性能、高温度，这项技术的实现目前没有任何一个国家能够比得上，因此对于我国的航空航天发展而言具有非常重大的意义，但相同，对于空天飞机发展而言也是必过的难关之一。

中国目前是亚洲第一拥有非常庞大的风洞群的国家，但却是世界上拥有两个最先进、几乎无人能敌的风洞JF-12、22的国家。

超级风洞的问世，能够推动飞行器和发动机的快速发展，目前歼-20作为中国第五代战斗机已经拥有领先全球的力量，第六代战斗机的即将到来犹如科幻照进现实中。

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其速度之快和闪电一般，将超越人类所能想象的速度，并拥有卓越的性能和科幻的外表，行动灵敏，还可能拥有无人系统，进行多机协同作战，增加更高的合作协同力。与此同时，它能够执行危险的任务降低飞行员的生命危险。

中国速度之快令世界惊叹，从起初的落后到如今的领先，中国在航空航天技术上的突破无疑是巨大的，相信未来在中国科研人员的努力下，会研制出更多更先进的航空产品。

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