大陸聲稱 已開發超音速爆震發動機 目標9馬赫

高超音速引擎可以帶動飛機飛到大氣層邊緣，飛行高度可望接近離地表80公里。(圖/NASA)

南華早報(SCMP)報導，在北京的JF-12 JF-12 激波風洞，已完成高超音速發動機的實驗，該引擎使用的是普通航空燃料，卻可達到9 馬赫的超高速。

在11月11日出版的《流體力學實驗雜誌》( Journal of Experiments in Fluid Mechanics )出現了一篇由中國科學院力學研究所高級工程師劉云峰所寫的一篇論文，提到

他們已經開發出世界上第一台高超音速爆震發動機(hypersonic detonation wave engine)，並且僅使用的是低成本航空燃料，就可達以9倍音速的飛行。

目前各國都在研發高超音速飛機，主流的設計是超燃衝壓發動機(Supersonic combustion Ramjet)，但是中國大陸團隊則研究爆震發動機，它的運行效率更高、功率更大。爆震波會引發一系列爆炸，這些爆炸幾乎是瞬間發生的，並且釋放的能量，比傳統燃燒釋放的能量要多得多，尤其是在速度超過8馬赫的情況下。

世界其他科學家所研究的爆震發動機，大多數用氫氣作為燃料，以追求更高的燃料比，但是氫氣價格高昂且存在爆炸風險。而中國科學院研究團隊則使用RP-3燃料，這是大陸常見的航空燃料，相當於JP-8航空煤油。

其實，使用航空煤油為高超音速飛行提供動力的想法，已經存在了幾十年，但是要在極熱和極快的空氣中，點燃煤油的難度相當困難，特別是煤油的燃燒要比氫氣燃燒來的更慢，需要更長的爆震室來保持燃料-空氣混合物的留存時間。

電腦模型計算，以航空煤油為燃料的爆震發動機，其燃燒室需要比使用氫氣的發動機長了 10 倍左右，這當然是不可行的。

但是中國科學院的科學家發現，只要一個簡單的修改(在發動機進氣口的表面增加一個拇指大小的凸起)，就可以使煤油的點燃更容易，同時維持較小的燃燒室尺寸。實驗表明，當空氣進入發動機的矩型進氣口狹窄處時，空氣分子被壓縮和加熱，同時與微小的煤油液滴混合，這些煤油液滴遇到燃燒室表面上的凸起時，就會產生衝擊波。

在風洞實驗中，這些震動引起的衝擊波不僅可以點燃煤油，還有助於將爆炸限制在一個狹窄的空間內，從而產生穩定的推力供應。

各個先進國家正在爭相競逐發明高超音速飛機，比如美國洛克希德馬丁公司計劃在 2025 年之前，完成SR-72「黑鳥之子」 的首次飛行；英國也在研發「協同進氣式火箭發動機」(Synergetic Air-Breathing Rocket Engine,SABRE，簡稱「軍刀引擎」)，上周美國赫密士團隊則表示自己完成渦噴衝壓引擎的可行性實驗，都在追求5馬赫以上的飛行速度。