港媒爆出好消息，中国成功研制斜震爆发动机，速度可达16马赫

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港媒爆出好消息，中国成功研制斜震爆发动机，速度可达16马赫

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2025年2月26日，据香港《南华早报》报道，中国科学家依托全球最先进的JF12激波风洞，成功测试了全球首台由标准航空煤油驱动的斜震爆发动机。这一突破性进展意味着该发动机的飞行速度达到了惊人的16马赫，换算成时速约为20000公里。这一成就不仅点燃了军迷和科技爱好者的热情，也在国际上引起了广泛关注。

在航空航天领域，发动机技术是决定飞行器性能的关键因素。随着人类对高超声速飞行的探索不断深入，一种新型发动机——斜震爆发动机（Oblique Detonation Engine，ODE）逐渐进入人们的视野。它被看作是未来高超声速飞行器的理想动力源，其独特的工作原理和潜在优势引发了广泛关注。

斜震爆发动机的工作原理

要理解斜震爆发动机，首先需要了解爆震波的概念。爆震波是一种特殊的燃烧波，能够通过前导激波压缩，使预混可燃气体自燃。这种燃烧方式产生的热量能够推动前导激波以超高速、无损耗的方式持续传播，其传播速度通常在千米每秒量级，远超传统爆燃速度。

斜震爆发动机正是利用斜爆震波在高速预混气体中引发并组织超声速燃烧。与传统发动机不同，其斜爆震波朝向上游，这意味着发动机的工作环境需要根据斜爆震波的传播特性来匹配来流条件。高马赫数来流是保证斜震爆发动机稳定工作的重要条件之一。因此，这种发动机更适合在高超声速飞行器上发挥最大价值，而不适合在地面低速环境下启动。

从外观上看，斜震爆发动机与超燃冲压发动机有些相似，但设计理念大相径庭。斜震爆发动机先将燃料喷入混合均匀，达到一定程度后，通过楔形体引发斜爆震波，实现快速燃烧释放热量；而超燃冲压发动机则是边混合边燃烧。斜震爆发动机中的斜爆震波实现了真正的超声速燃烧，展现出独特优势。

研究历程：从低谷到高光

斜震爆推进的概念最早出现在20世纪50-60年代。到了20世纪80年代晚期到90年代初期，相关研究迎来第一次热潮，美国、苏联、加拿大、法国、澳大利亚等国纷纷加入研究行列。然而，研究发现斜震爆发动机需要在飞行马赫数达到10甚至更高的情况下才能凸显性能优势，且斜爆震波难以稳定控制，导致研究一度陷入低谷。

进入21世纪后，随着高超声速领域技术的不断进步，研发适用于马赫数10及以上的吸气式推进系统成为趋势，斜震爆发动机再次受到重视。研究人员从波系结构、燃料特性、非定常来流稳定性等多个方面展开深入研究，为斜震爆发动机的实际应用奠定了理论基础。

不同燃料中的斜震波系结构

研究发现，不同燃料对斜震爆波系结构有显著影响。以氢气-空气混合气体为例，马赫数越低，诱导区的斜激波角和反应区的斜爆震波角越大，起爆位置会向下游移动，起爆方式也从渐变起爆转变为突变起爆。在高空稀薄、高温环境下，单位体积放热量减少，斜爆震波波角和斜激波波角差异减小，更倾向于渐变起爆。

乙炔-氧气-氩气混合气体则展现出独特的波系结构。虽然基本变化规律与氢气类似，但在特定条件下会出现连接二次斜爆震波的正爆震，以及双斜激波结构，展现出复杂的波系特征。

非定常来流中的斜震爆稳定性

发动机内的斜爆震波面临复杂的来流条件，包括燃料分布不均和来流不稳定等问题。研究表明，在高空高速条件下，燃料分布不均对斜爆震波结构影响有限，但非定常来流带来的挑战极大。研究人员模拟了来流速度突变、角度突变和连续扰动等情况，发现即使是简单的斜爆震波系，在来流突变时也可能引发复杂结构变化。这些变化过程受多种因素影响，且难以逆转。在连续扰动时，虽然波面看起来不稳定，但后续周期对流场的影响能够抑制波面三波点和小尺度结构的形成。