每秒跑3公里！中國10馬赫高超風洞成功運行，助力空天飛機

原標題：每秒跑3公里！中國10馬赫高超風洞成功運行，助力空天飛機

最近中國航天出了一個大新聞，實驗成功10馬赫風洞技術，在5毫秒時間內，氫氣在速度近3千米/秒（10000公里/小時）空氣中的超聲速自主燃燒，並獲得了超聲速燃燒模態下的試驗數據和火焰圖像。

這高超音速風洞是帶火焰的，確實稀罕

而承載此次試驗的是航天十一院自主研發建造的我國首座、國際最大口徑自由活塞驅動高能脈衝型風洞，此次氫氧燃燒推進試驗，一舉攻克了超高速超燃衝壓發動機地面試驗的兩大關鍵技術性難題，一是通過極為精確的時序控制技術，在百分之一的眨眼時間（5毫秒）內實現了氫燃料與速度近3千米/秒（10000公里/小時）空氣之間的空間交匯，並且達到「你中有我，我中有你」的水乳交融狀態；二是利用光壁橫向噴注與凹腔穩焰相結合的技術，實現了氫燃料的超聲速點火與穩定燃燒，這好比在高強度龍捲風中實現了一根火柴的點燃及穩定燃燒。

追求速度永無止境，2-3馬赫飛行的噴氣飛機不夠用了，世界開始邁向空天一體化作戰，需要更快速度

此項試驗的成功，不僅標誌著該院的高能脈衝風洞正式邁入實用化階段、真正成為先進飛行器的孵化器，更表明此風洞的3千米/秒（10000公里/小時、馬赫10）量級氫氧燃燒推進試驗能力取得關鍵性突破，從而為我國的超高速超燃衝壓發動機研究提供了良好的技術儲備。此舉將大幅加快天地往返運輸系統動力技術的革新進程，促進現有動力的「開弓沒有回頭箭」難題的解決，從而實現真正的「騰雲駕霧」、靈活自由地穿梭於天地間。

對於這個新聞的解讀，其實可以分成2個關鍵詞，一個是超燃衝壓發動機，另外一個就是天地往返運輸系統動力技術，簡單來說就是空天飛機，當然從邏輯上是很明顯的，要搞好空天飛機，最好的技術路徑就是超燃衝壓發動機。

超燃衝壓發動機，最大的特色就是結構簡單，麻煩是燃燒不穩定

其實從速度來看，普通火箭發動機推進的洲際導彈彈頭速度都可以達到30馬赫，但是火箭發動機由於推進劑全部需要自己攜帶，使用火箭發動機推送載荷上天價格昂貴，所以科學家就把點子打到大氣層的氧氣上，高速高空發動機能不能不帶氧氣，剩一半燃料，所以這就是超燃衝壓發動機的來由。

超燃衝壓發動機是最近幾十年出現的新概念，簡單來說吸氣發動機燃燒速度有幾種，一種是亞燃發動機（亞音速燃燒發動機）所有的航空用的發動機幾乎都是，包括渦噴渦扇發動機都算，普通渦扇發動機或者渦噴發動機的工作極限就是3馬赫，超過這個速度，葉片增壓就失去效果，只能採用衝壓發動機設計。

中國已經掌握4馬赫衝壓發動機技術，某些型號導彈採用了這項技術

在這個基礎上還有超音速衝壓燃燒發動機，這種發動機工作速度一般在6馬赫以下，而6馬赫以上則必須使用超燃衝壓發動機，超燃發動機工作速度在6馬赫以上，單位推力是所有類型發動機冠軍，所以這是全世界高超音速飛行的熱點。

速度6馬赫以上，超燃衝壓效果最好

6馬赫以上帶來了一個很大的麻煩，速度太快之後，使得滯止溫度太高，從而導致燃料發生嚴重的離解失效問題，而且加上燃燒速度過快，所以這是一個天大的技術難題，所以全世界都追求幾十年，但是一直沒搞定，中國航天第一次實現10馬赫高超風洞，算是開了一個好頭，中國的空天飛機，將從這裡起飛。

實際上，這個風洞公開的指標是測試指標是3-30馬赫，高度20-100公里，實際上來說，20公里以下，3馬赫以下，還是需要依靠別的動力，比如噴氣發動機，或者火箭發動機，實際上空天飛機還是真不輕鬆，一種發動機通吃，還做不到。

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