第7代战机的脉冲爆震发动机！（完整版）

人类飞机技术的进步，首先是和发动机的进步相一致。首先要有一定能力和功率的发动机，才能实现相应层次的飞行。比如飞机刚刚发明的时候，采用的是只有12马力的四缸汽油机。这种发动机只能让最简陋的飞机勉强飞起来。而到了二战后期，已经出现了超过1000马力的梅林汽油发动机。这种发动机已经让金属外壳的螺旋桨战机飞到1.5万米以上的高空，平飞速度也已经超过了800公里每小时。二战末期首次投入实战的喷气发动机和喷气战机，此后很快就实现了超音速的飞行。而三代战机普遍配套涡扇喷气发动机。到了五代机时代，需要适合高空高速的大推力涡扇发动机。而未来的6代机，目前认为采用变循环发动机是必然要求。而未来的7代战机是什么样子？还在规划之中；不过脉冲爆震发动机已经被认为是7代战机的标配！

提到脉冲爆震发动机，首先让人想到20多年前的美军战略忽悠项目，也就是所谓的曙光女神。传说这种战略侦察机的体量接近100吨，飞行高度在50公里到100公里之间，没有任何防空导弹可以对其进行拦截，因为飞得太高，最多只能用战略激光晃她一下。曙光女神飞行时，她的尾流不是一条直线，而是一段大一段小的，像葫芦一样的喷流。之所以如此，就是因为曙光女神采用了外界不了解的脉冲爆震发动机！这种发动机不像普通的航空发动机

一样连续喷气，而是像人一样，憋足了喷出一段气流；然后再去憋气，再喷出一段高速气流。这种喷流的速度远远超过普通的航空发动机，接近大火箭；但是又不像火箭一样必须自带氧化剂，可以继续利用高层大气中的氧气。这样就可以以5倍以上音速跨洲际飞行。而且在天空留下一段接一段的喷流。

后来的事实证明，所谓的曙光女神计划，很可能是当年美国星球大战大忽悠计划的一部分。根本就是只有个PPT而根本没有实物。连个模型都没有，就敢拿出来忽悠前苏联。不过瀚海狼山（匈奴狼山）认为，就像电磁炮和战略激光一样，30年前的美式技术大忽悠，却提出了一些很有价值的研究方向。这种脉冲爆震发动机也确实值得深入研发。脉冲爆震发动机说到底，就是一种基于爆震燃烧的新概念发动机，它的原理与常见的火箭发动机或航空喷气发动机都不同。这种发动机在燃烧室内直接利用爆震燃烧产生的爆震波来压缩气体，进而产生动力。爆震燃烧产生的爆震波使可爆燃料的压力、温度迅速升高，压力可高达数百个大气压，温度可达2000℃。因此，爆震燃烧的发动机可以不用传统的压气机和涡轮部件就达到对气体进行压缩的目的，使结构大大简化，成本大大降低。

此外，由于爆震波的传播速度极快，达到每秒几千米，因此，整个燃烧过程接近定压燃烧，由于定压燃烧的热循环效率大大高于定容燃烧，达到49%；普通的发动机都是定容燃烧，定容燃烧效率只有27%，因此，采用爆震燃烧的推进系统可大大改善性能。当爆震频率很高时，达到80到100Hz，就可以产生连续的推力。可以轻易的达到50吨以上的推力。如果安装两台这种发动机，就可以让60吨级战机实现像火箭一样垂直蹿升和高超音速。

脉冲爆震发动机主要由进气道、爆震室、尾喷管、爆震激发器等部分等组成，一个工作循环包括进气、喷油、点火、燃烧，爆震波的生成和喷射。按其工作循环的特点，可以将其基本工作循环过程具体分为以下几个阶段。第一，燃料和氧化剂混合物填充爆震室；如果是利用高层空气中的氧气，则仍然需要进气道。不过这种发动机的好处就是氧化剂既可以用自然界的氧气，也可以自带氧化剂，因此用这种发动机可以在大气层内外穿梭飞行。

第二个工作步骤是点火起爆。第三，把爆震波向敞口端传播，并排出爆震室，爆震室中充满高温高压的燃气；第四，当爆震波到达出口时，膨胀波反射进来，爆震产物从爆震室排出；第五，大部分燃气排出后，从封闭端反射回来的膨胀波排出爆震室；第六，膨胀波排出后，爆震室处于低压状态，充入隔离气体吹除余下的燃气，接着重新补充可爆混合物，开始下一次新的循环。整个工作过程是间歇性、周期性进行，即脉冲发动机是非稳态工作的。当爆震频率很高时，例如大于100Hz时，一般人的感官是体会不到的。仍然可以近似认为工作过程和过去的吸气涡轮发动机一样是连续的，因此可以提供连续推力让飞行器平飞或者垂直蹿升。而不会出现因为喷射频率过慢，而让飞行物出现惯性不足掉高度的现象。

与传统发动机相比，脉冲爆震发动机省去了压气机、涡轮机等部件，具有结构简单、推重比高、成本低廉等特点。这种发动机最大的好处是有没有外界的空气都可以正常工作，而且自动切换大气层内外的工作模式。因此是一种最为理想的自由翱翔的发动机。如果不用这种发动机，那么所谓的空天飞机就要携带包括从喷气发动机到传统火箭的一套复杂切换的发动机，重量大、效率低，而用脉冲爆震发动机用一种发动机已经足够了。

装备这种发动机的第7代战机可以实现从距离地面1米到距离地面300公里的轨道自由的飞行和作战。因此成为大国争夺的下一个技术预研发的制高点。美军虽然在曙光女神忽悠计划中最早提出脉冲震爆发动机的设计理念。此后30年来却鲜有后续进展的报道。在很多高科技武器项目上，星球大战计划被废止以后，这种虎头蛇尾的情况也算屡见不鲜。不过俄罗斯军方倒是一直没有放弃对脉冲震爆发动机的研发工作。俄方的一些设计局已经推出了自己的该类发动机的小型样机并且做了一系列的试验。俄军最近10年，对高超音速武器的兴趣和投入都很大。对这种全新概念的发动机持续研究是正常的。至于谁谁家，对各种新型发动机的研发投入更是当今的世界之最。本着研发一代、预研一代的基本规律，在10到15年内取得重大的突破是可以期待的。