20倍音速什麼發動機？中國飛行器甩開一切反導系統

到了新世紀後，隨著人們越來越渴望太空並且面對越來越先進的反導系統實際迫切的需求，兩個方面的綜合因素的作用，高超音速飛行器再度熱絡起來。對於這種能夠實現「90分鐘打遍全球的任何目標「的新武器，材料已經不再是阻礙，可另一個關鍵問題出來了，使用什麼發動機呢？當年美國X-15使用的是液體燃料火箭發動機，不僅僅安全係數低，並且不可能依靠自身動力飛上太空，需要藉助在B-52機體下爬升到近1萬米高度再點火爬升。其實這樣一次實驗的成本跟發射一枚小型火箭成本差不多了。成本上非常不划算，當然這期間有不少奇思妙想，比如美國J58發動機，採用了非常給力雙渦輪發動機（不是渦輪衝壓發動機組合）。就這樣其燃料的消耗也是驚人的，而且也就能夠推進SR-71這樣的超級偵察機到3馬赫左右速度，遠不能達到高超音速5馬赫的門檻。還有歐洲曾經研發過火箭和渦噴組合項目，大氣層內用渦噴，大氣層邊緣用火箭，不過論證許久一直沒有做出樣機來。其實所有的黑科技都面臨一個問題，在大氣層邊緣如何獲得更多的氧氣來讓發動機更好的工作，火箭因為自帶氧化劑所以沒有這樣苦惱。但是反觀回來看，火箭由於有燃料箱，實際上推進效率並不高。因此，大家都不約而同把目光鎖定到了超燃衝壓發動機。

高超音速飛行難度太大，更不要說20馬赫的極速了

「超燃衝壓發動機」不過就是超聲速燃燒衝壓式發動機的簡稱。通常來說，現在大家常見的超然衝壓發動機分為亞燃/超燃雙模態衝壓發動機和亞燃/超燃雙燃燒室衝壓發動機，這兩種發動機主要通俗一點說就是必須用到到達一定速度後才能發揮作用，一般都要加速到1馬赫以上，發動機才能工作。所以現在都是需要助推火箭發射，美國的X-51，中國的WU-14這類高超音速（類彈頭）飛行器所使用的發動機就是這一類型的。所以現在的測試速度都在6馬赫左右，而距離亞軌道20馬赫的理論值差距較大，只能算高超音速入門。有沒有可能直接用一款發動機直接把飛行器從地面推進到太空呢？全世界都想開發，不過論證方案的難度超乎一般的想像。

但是在2015年年初中國公布的一則新聞中，人們發現了中國正在一款新型發動機。「中國航空的最大集團下某發動機廠為某飛機配套的首次新研的串聯式渦輪衝壓組合發動機通過評審。」「串聯式渦輪衝壓組合發動機」？這是一個非常時髦的概念，把渦輪發動機和衝壓發動機融合在一起。利用渦輪發動機在10公里一下空域進行飛行；隨後開啟衝壓發動機開始亞燃工作模式，利用燃燒室入口經過渦輪發動機壓縮亞音速氣流進行推進，此時最高速度可以輕鬆超過6馬赫；如果啟動超燃模式，則可能突破10馬赫到達16馬赫左右，這距離20馬赫的值已經非常接近了。不過由於技術難度大，跟之前發動機研發技術傳承性不高，所以各大國基本上都處於同一發展高度來發展。

從2015年年末的《中國航空報》公布的疑似關於DF-ZF高超音速無人機的實驗來看，這款無人機就應該是中國應對「串聯式渦輪衝壓組合發動機」這種新型高超音速飛行器用發動機進行驗證使用的。長期以來，關於DF-ZF的認識比較模糊，因為中國有WU-14這種採用東風-21作為助推端的高超音速彈頭，可是對於DF-ZF只知道是一種自主飛行高超音速飛行器，其他細節不是很清楚。結合「串聯式渦輪衝壓組合發動機」的報道來看，DF-ZF最大的可能是對它進行驗證的。只有先期充分論證亞燃階段飛行，才能更好的使用超燃模式。從目前《中國航空報》報道的中國自主高超音速飛行器實驗成功達到6馬赫速度消息，結合國外匯總的信息來看，中國的高超音速飛行器能否最終突破20馬赫這個理論值，就需要看接下來DF-ZF高超音速無人機的實驗成果了

20馬赫極速雖然難到達，但是能夠突破現有任何反導，誘惑太大

至於為什麼要到達20馬赫速度？這就要說如果末端再入速度僅僅是6馬赫左右，類似於中國「紅旗-9」和美國的「愛國者-3」地對空導彈都有機會對它進行攔截，而且中段速度也不會高，非常適合「薩德」、「標準-III」進行攔截。不過如果飛行器的能夠達到20馬赫，那就已經足以超越任何反導系統的攔截能力，再加上中國獨有的「錢學森彈道」，製造出超越現有全部反導系統攔截的再入打擊飛行器並不算是個問題。

而且當你速度到達20馬赫以後，你就可以實現美國一直希望擁有的「一小時打遍全球」的計劃了。90分鐘內運載無論是核彈頭還是常規彈頭到達全球任何一點。雖然理論上當你飛行速度如果達到了10馬赫就基本上可以在90分鐘內打遍全球有人抵達的位置了。不過由於美國越來越高的反導壁壘，所以，最為穩妥的還是突破到20馬赫。這樣就足以確保自己的打擊優勢，而敵人沒有任何辦法攔截你的彈頭或者飛行器。

所以現在，中、美、俄都在致力於研究能夠達到10馬赫以上飛行器，美國人已經在測試磁懸浮火箭，希望藉助磁懸浮技術開發出來達到末端速度20馬赫的新型導彈。而中、俄現在都是在6到10馬赫之間努力，主要通過優化氣動和運載工具，使得彈頭達到高超音速飛行目的，俄羅斯的YU-71高超音速彈頭就是這類，中國的WU-14也是。不過中國現在正在研發DF-ZF高超音速無人飛行器有可能另闢蹊徑，不僅僅突破20馬赫這一理論數值，或許還能突破載人空天飛行這一長久目標。就此來看，現在中國科學家們正在全力以赴研製的這款裝備具備里程碑意義。一旦研製出來，中國的各種運載飛行器不僅僅可以甩開一切反導的攔截，還能把人類飛入太空的夢想再提升一個等級。

全文結束，謝謝大家之前的指教，歡迎更多理性點評和互動！

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