爆震发动机技术突破，点燃七代战机“中国芯”
学术
2025-01-04 20:49
湖北
近期，一段网络视频引发轩然大波，画面中一架新型飞机试飞时留下的一连串破折号的独特轨迹，让不少人猜测国产旋转爆震发动机试飞成功，甚至认为中国将借此一举登顶世界航发领域。然而，官方媒体还未为此背书，消息的真实性犹未可知。![]()
如今成飞六代战机已亮相，更加高端的爆震发动机，有望作为七代机的标配。作为下一代航空发动机技术的有力竞争者，爆震发动机长期以来让美俄等航空强国煞费苦心，却始终难以突破关键瓶颈。回首其发展历程，这一开创性概念诞生于 1940 年，苏联科学家泽里多维奇率先提出利用爆炸能量驱动飞机的大胆设想。彼时，传统发动机的点火燃烧模式在爆炸能量面前显得微不足道。于是，德国、苏联、美国等国纷纷投身于爆震发动机的研发浪潮，可惜近 20 年的不懈探索大多付诸东流，未取得实质性成果。随着 1958 年喷气时代的大幕拉开，喷气式发动机的技术迭代成为主流，复杂难驯的爆震发动机研究逐渐被各国搁置，淡出人们的视野。直至今日，喷气式发动机在追求更高速度时遭遇“三马赫壁垒”，推进效能急剧下滑，航空技术的发展陷入困境，爆震发动机再度成为全球航空科研的焦点。它结构紧凑简洁，摒弃了传统发动机中的压气机和涡轮等部件，将尺寸和重量压缩到极致。其核心的爆炸式原理，能在短时间内将燃料集中爆发产生的巨大能量高效转化为飞机的强大推力。这使得飞机轻松跨越三马赫大关，同等燃料下航程近乎翻倍，为远程战略轰炸机的洲际飞行带来新希望，极大提升航空作战的战略威慑力和战术灵活性。![]()
爆震发动机主要有三种技术路径。脉冲爆震发动机是研究的基础方向，技术难度相对较低，中美俄法以及加拿大、以色列等多国纷纷涉足。但它存在高频次点火熄火的问题，易引发故障，限制了其性能发挥。为此，科学家们将其与超燃冲压发动机、火箭发动机等组合捆绑，期望通过协同合作实现飞行速度的飞跃。旋转爆震发动机是脉冲爆震发动机的进阶版，一次点火便能持续稳定运行，继承了脉冲爆震发动机的优点，又巧妙避开其设计缺陷，成为全球科研力量角逐的关键领域，我国在这一领域成绩斐然。2024 年 12 月 20 日，清华大学自研的清航 3 号新型爆震发动机成功试飞，早在 2022 年，清航 1 号已初露锋芒，清航 3 号是迭代升级的结晶。同月 27 日，航天科技也宣布其旋转爆震发动机实现长时间稳定工作，标志着我国在该领域达到新高度。不过，目前无论是我国还是其他国家，爆震发动机大多处于试验阶段，距离规模化量产和广泛应用还有很长的路要走。斜爆震发动机则是航空技术领域的巅峰挑战，研发难度极高。前两款爆震发动机在十马赫左右接近性能极限，而斜爆震发动机有望突破 16 马赫的人类速度极限，一旦攻克，回报将不可估量。但目前全球各国在斜爆震发动机研发上困难重重，尚未有稳定运行的成功案例公布，仍停留在实验室研究阶段，距离装机试飞和实际应用遥不可及。爆震发动机的研发之路困难重重，其中噪音和爆炸控制是两大关键难点。启动时，爆震发动机产生的噪音震耳欲聋，若无法有效降噪，飞行员将无法承受，飞机也难以实际应用。爆炸控制更是难中之难，要实现高超音速飞行，发动机内每秒钟需完成 100 次以上爆炸循环，这一过程若稍有差池，发动机乃至整个飞机都可能粉身碎骨。尽管困难重重，各国依然执着坚守，因为爆震发动机开辟了全新赛道，各国站在同一起跑线，谁率先突破，谁就可能引领人类航空发动机技术的新时代。如今，美俄尚未取得决定性突破，我国已展现出强劲的发展势头和潜力。值得一提的是，我国在爆震发动机领域还有一款亮眼的成果——筋斗云 400，由北京凌空天行科技公司精心研发。这款发动机在设计和性能上独具特色，其总推力超过 400 公斤，长度不超 3 米，直径 0.3 米，采用先进的爆震燃烧技术，能使燃料瞬间以更猛烈高效的方式爆发能量，产生强劲推动力。在 2024 年 12 月 17 日的试飞中，它在 20 多公里的高空成功实现 4 倍音速的稳定飞行。筋斗云 400 优势显著。在结构方面，采用模块化设计理念，各功能舱室独立分段，便于快速组装。其制造基于市售民用钢管，大幅降低了成本，同时也让维护变得更加便捷。从应用前景来看，它具有广阔的商业潜力。相关企业雄心勃勃，计划于 2027 年前推出起飞重量吨级、4 倍音速巡航、航程 3000 公里的民用无人机，预计在 2030 年左右试飞载客超 20 人、5 倍音速巡航、航程达 7000 公里的实用化客机，这将为我国航空事业的发展注入新的活力，也将为全球航空运输带来全新的变革。曾经，先进作战飞机的动力系统是我们航空发展的瓶颈，依赖引进和仿制。但如今，我们通过自主创新，不仅在国产大推力发动机领域实现了重大突破，更是在爆震旋转发动机技术上取得了令人瞩目的领先优势。这些技术成果将有力推动未来航空武器装备的发展，尤其是新型动力系统的诞生，将会广泛应用于各型弹药甚至第七代战斗机。其具备灵活多变的安装形式，可满足大、中、小不同平台的需求，无论是航天器、航空器还是各类弹药技术，都将迎来全新的发展契机，为我国的国防事业提供更坚实的技术支撑和更强大的作战能力。从当前的技术进步趋势来看，相信在科研人员的不懈努力下，七代战机将在合适的时机惊艳登场，让我们共同拭目以待。
