國產彈載脈衝爆震發動機獲重大突破：我航空發動機已開始彎道超車

多管吸氣式脈衝爆震發動機原理樣機

今年年初，俄羅斯航空技術和研發機構，以及俄羅斯「高級研究基金會」聯合研製的新型脈衝爆震發動機樣機試驗成功，這是繼我國去年660毫米旋轉爆轟發動機樣機和脈衝爆震發動機研製成功後，又有國家在新概念發動機技術上獲得進展，也許也預示著下一代發動機技術展開世界競賽的趨勢越來越明顯，脈衝爆震發動機 （PDE）是利用周期性的爆震波產生的高溫高壓燃氣來產生推力的新概念發動機。脈衝爆震發動機具有熱循環效率高、結構簡單等優點，可用作大型戰略飛機、遠程戰略無人機、高性能戰略導彈的動力裝置，也可用作航天級軌道轉移發動機、行星著陸發動機以及航天器姿態控制、衛星機動的動力裝置等，是目前跨代發動機技術中最具發展前景、也最靠譜的動力研究方向之一（而另一種為渦輪-火箭-衝壓組合循環發動機），自上世紀90年代中期開始，某西部地區大學在國家自然基金資助下率先開展了國內對脈衝爆震發動機概念跟蹤研究，可以說與國外先進國家走入了同一時間表，總算沒輸在起跑線上。

進入21世紀後，南京航空航天大學、空軍工程大學、南京理工大學、清華大學、北京大學、國防科技大學、北京航空航天大學等十幾家研究機構也先後開展了脈衝爆震發動機相關技術研究，並取得了一定進展。由於脈衝爆震發動機還處於高度保密階段，目前國內公開的研製成果很少。所謂的脈衝爆震發動機是依靠「爆震波」來推動飛行器飛行的，而「爆震波」也簡單視為一種爆炸波，脈衝爆震發動機可以看作是一種連續可控的「小爆炸」在推進飛行器前進，被一些愛好者不雅觀地戲稱為「連續放屁推進器」。軍事專家告訴記者，由於在高性能渦扇發動機領域落後太多，我國如果要在動力領域實現彎道超車，就必須從新概念發動機領域取得突破，爭取做到與先進國家同步發展的態勢。

實際上，「爆震波」的發現最早可以追溯到18世紀末，相比於爆燃波，爆震波的傳播速度可以達到幾千米每秒，同時產生極高的燃氣壓力（大於15至55個大氣壓）和燃氣溫度（大於2500攝氏度），這意味著以爆震燃燒為基礎的推進系統在熱循環效率上將非常具有優勢，總體上來說，脈衝爆震發動機的推進能力是普通小涵道比渦扇發動機的幾倍，甚至十幾倍，理論上讓載人飛行器飛個馬赫數10以上的速度都是輕輕鬆鬆。

軍事專家雷澤告訴記者，脈衝爆震發動機的工作範圍比較寬，可在飛行馬赫數0至10、飛行高度0至50千米的條件下工作。據估計，脈衝爆震發動機的推重比可達20，最大速度可達10倍音速以上，最大飛行高度可達50千米上下，推力範圍0.5千克至50噸，耗油率小於1千克/千克·小時。因此，脈衝爆震發動機是未來軍用和航空航天運輸領域有前途的新概念發動機，據悉，美國已退役SR-71「黑鳥」3倍音速高空戰略偵察機的下一代——目前美軍矢口否認其存在的「曙光女神」高超音速偵察機（SR-72）據推測就是採用了脈衝爆震發動機。據公開資料披露，我國早在2010年就成功研製出推力450牛（約45千克）的彈用脈衝爆震發動機原型機，並進行了長時間試車，2018年，實現正樣研製成功。

而直到2013年，俄羅斯媒體才報道俄羅斯留里卡設計局（曾成功研製出AL-31渦扇發動機）設計、製造和試驗了一款脈衝爆震發動機樣機，發動機的平均推力超過100千克，工作時間超過10分鐘。據稱，該發動機可使整個飛機的推重比提高1.5至2倍，航程和任務載荷提高30%至50%，發動機重量降低1.5至2倍。另據資料披露，由於目前渦輪發動機在2馬赫以下燃油經濟性具有極大優勢，為進一步提高脈衝爆震發動機推進性能，同時實現功率提取，渦輪轉動部件被引入到了脈衝爆震發動機中，即燃氣渦輪脈衝爆震組合發動機。據公開資料分析，我已研製出了一種彈用渦噴脈衝爆震組合發動機，最大推力為400至500千克，在馬赫數小於4倍音速時，小型渦噴發動機和脈衝爆震發動機共同工作，渦噴發動機只為脈衝爆震發動機提供壓縮空氣源，而不產生推力。

在高空高速時，脈衝爆震發動機單獨工作，能提供足夠大的推力，渦噴發動機退出工作。由於脈衝爆震發動機的存在，渦噴發動機渦前溫度大大降低，甚至不超過1000攝氏度，降低了對渦噴發動機高溫材料的要求 ，渦輪葉片甚至不需要冷卻。單位耗油率也減小了20％ 。另據資料披露 ，在彈用渦噴脈衝爆震組合發動機長期試車成功後，我國還試圖研製出一種裝有脈衝爆震加力燃燒室的渦扇發動機。該資料稱，如果在我國已成功生產定型，技術已十分成熟的渦扇-9發動機的加力燃燒室改裝12根2米長，6.8厘米粗的脈衝爆震燃燒室，當打開加力時 ，最大推力將提高74.6%，達17噸左右，而發動機油耗卻降低了一半，並且可在9000米高空1.5倍音速處長期穩定工作，而此時渦扇-9發動機性能極差，根本無法長期運行。

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