定容爆震，航空渦輪發動機的創新在哪裡？

(專家：高歌，北京航空航天大學能源與動力工程學院教授、博導；航空發動機及流體力學專家，科普中國微平台原創首發)

1939年，英國劍橋大學惠透實驗室造出第一台航空渦輪發動機以來，這種機型就以迅雷不及掩耳之勢佔據了航空發動機的大舞台，稱霸至今。早在上世紀五十年代，人們就提出「取代航空渦輪發動機的下一代機型是什麼」的問題，時至今日仍未得到回答。

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歷久不衰的未來機種是定容爆震渦輪發動機

以等壓燃燒為基本模式的航空渦輪發動機的發展，沿著提高壓比和渦輪前溫度來提高發動機性能的基調，也逐漸逼近人類製造技術所能達到的上限。與此同時，諸如渦槳、渦扇、間冷、變循環、渦輪級間燃燒等形形色色的等壓燃燒渦輪發動機的衍生方案也紛紛登台表演，以圖延伸等壓燃燒機型的壽限。世間萬事萬物皆不能脫開「成、住、壞、空」的天道規律，等壓燃燒航空渦輪發動機亦是如是。在吸氣式航空發動機未來發展的歷史長河裡高瞻遠矚，就會看到：等壓燃燒航空渦輪發動機竟然是在初期發展階段里稍縱即逝的短暫機種，歷久不衰的未來機種是定容爆震渦輪發動機！追隨美國人搞定壓燃燒的變循環發動機也仍然擺脫不了跟蹤仿製的老路，不會改變落後的總體局面。

定容爆震渦輪發動機的核心是氣動封閉的爆震燃燒室，配以爆震波增壓的直線衝壓壓氣機或是旋轉聚壓壓氣機、爆震波渦輪、爆震波截流激波尾噴增推系統等，使整台發動機成為整體爆震諧振體系，以發揮高效、高推重比、高低速皆宜的超越性能，成為今後數百年的航空吸氣發動機新霸主。

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定容爆震渦輪發動機的超越性能的獲得基於熱力學的重大基礎原理突破

定容爆震渦輪發動機的超越性能的獲得，並非向壁虛構的空中樓閣，而是基於氣動——熱力學的重大基礎原理突破。2013年12月，日本早稻田大學的研究人員宣稱，在內燃機燃燒室內同時擊發有間距的兩個點火塞，所產生的兩個爆炸燃氣團的相撞，使內燃機的熱效率提高了一倍。早稻田大學的研究人員雖然沒有從物理本質上揭根露底，在工程實用的路上還有未盡之處，但這一實驗現象中實際蘊含了氣動力學——熱力學的重大原理突破：爆震波相撞將使構成氣體原子的最小物質粒子——單奇子的實態時間縮短而釋放效應能量！這一重大突破性原理在定容爆震渦輪發動機的具體應用，便是爆震壓氣機、爆震燃燒室、爆震波渦輪、爆震截流尾噴管，以及其總成——整體爆震諧振渦輪發動機。

航空定容爆震渦輪發動機將把吸氣式航空渦輪發動機帶入海闊天空的新時代

航空定容爆震渦輪發動機將在本世紀二十年代問世，並歷久不衰。在吸氣式航空發動機的大舞台上，航空渦輪發動機將延續它的霸主地位達數百年之久，但不是現行的即將退居次要角色的定容燃燒的航空渦輪發動機，而是航空定容爆震整體諧振渦輪發動機。這種發動機還會產生諸多的衍生變種而獲得更多的超越性能，把吸氣式航空渦輪發動機帶入海闊天空的新時代。

編輯：紀阿黎

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