軍事意義非凡 陸媒：突破了高超音速飛機的關鍵技術

陸媒：中國突破了高超音速飛機的關鍵技術，軍事意義非凡。圖爲不同模態下呈現的尾焰圖。（觀察者網）

觀察者網引述《南華早報》2月14日報導，大陸國防科大馬力昆（音譯）團隊在《固體火箭技術學報》上發表論文，成功地在地面試驗檯上模擬了在25公里高度、M6條件下用硼粉末燃料實現亞燃燃燒，燃燒效率高達79％，大約2倍於同樣條件下的超燃衝壓。這解決了高超音速飛行需要超燃衝壓以克服阻力的問題，稱中國突破了高超音速飛機的關鍵技術，如果運用在軍事領域，意義上來說是非凡的成就，例如以高超音速轟炸機投放高超音速無動力炸彈，「重量和尺寸小得多，成本比用火箭助推低得多，使用上也靈活得多」。

報導稱，超燃衝壓的難點就在「超」。燃燒的熱量推動空氣膨脹，膨脹以壓力波的速度傳遞，壓力波的傳遞速度是音速。所以亞音速燃燒時，火焰擴散和熱量積聚的速度低於空氣膨脹速度，火焰維持穩定燃燒。燃燒速度超過音速的話，空氣來不及膨脹，火焰擴散帶來的熱量積聚擴散不出去，最後就是爆炸了。超燃衝壓的難點正在於又要超音速燃燒，又要避免爆炸。

超燃衝壓需要用額外的手段把受到音速限制的空氣膨脹波「拉走」，避免熱量過度積聚導致爆炸，但技術複雜，操作上的容錯空間很小，啓動和變速困難。

亞燃衝壓正好相反，技術簡單，容錯空間大，啓動和變速相對容易，只是在高超的速度下，進氣需要減速到亞音速，然後在噴氣時再加速到超音速，阻力太大。

2月14日，《南華早報》報導，國防科大馬力昆（音譯）團隊在《固體火箭技術學報》上發表論文，成功地在地面試驗檯上模擬了在25公里高度、M6條件下用硼粉末燃料實現亞燃燃燒，燃燒效率高達79％，大約兩倍於同樣條件下的超燃衝壓。

團隊是在研究超燃衝壓的過程中，發現亞燃衝壓的燃燒效率更高。硼燃料是高能燃料，遇到空氣的時候會自燃，所以沒有點火問題，也因此成爲固態燃料中的佼佼者。團隊發現，粉末噴射時形成激波，激波對進氣有減速作用。將粉末的噴射位置向更靠近進氣口的位置移動，激波位置提前，在激波後點火，超燃就變成了亞燃，混合和燃燒的時間更長，燃燒更充分，燃燒溫度更高，效率也更高。重要的是，團隊成功地通過控制粉末燃料噴射和激波位置，在亞燃和超燃之間實現轉換。

亞燃衝壓不能最終解決高超飛行時阻力激增的問題，真正的高超巡航還是需要超燃衝壓。但M5-6恰好是高超的過渡期，既可以用亞燃衝壓實現，但已經觸及速度的天花板了；也可以用超燃衝壓實現，但有啓動和操作彈性的問題。團隊結果證明了在25公里高度（高超的典型飛行高度）、M6（高超的關鍵過渡階段）可以順利地在亞燃和超燃之間轉換。也就是說，解決了順利從高度超音速（high supersonic，M3-5）向高超音速（hypersonic，＞M6）加速的關鍵技術。當然，這也是從高超音速向高度超音速減速的關鍵技術。也就是說，完成了高超音速飛機的關鍵技術。

從跑道起飛的高超音速飛機需要用渦輪（渦扇或者渦噴）發動機起飛和着陸，在超音速到高度超音速階段用亞燃衝壓，然後在高超音速階段用超燃衝壓。渦輪-亞燃衝壓的組合循環發動機不難，難點在於亞燃衝壓-超燃衝壓的組合循環發動機。兩者都是衝壓，看起來都可能模樣差不多，但技術上有巨大的差別。

超燃衝壓需要達到M5-6才能點火。高超音速導彈可以用火箭助推到超燃衝壓的點火速度，迴避從低速加速到超燃衝壓點火速度的問題，更是不存在從高超受控減速而且保持動力飛行的問題，但高超音速飛機有這個問題。

報導稱，「當美國還在火箭助推的高超滑翔技術路線上跌跌撞撞，中國已經在突破高超音速飛機的關鍵技術了。」

報導稱，高超音速客機在可預見的將來是說說而已，高超音速戰鬥機的意義不大，但高超音速轟炸機意義就大了。從高超音速轟炸機投放的無動力炸彈也是高超音速的，相當於用飛機助推的高超滑翔彈，重量和尺寸小得多，成本比用火箭助推低得多，使用上也靈活得多，軍事意義非凡。高超音速轟炸機改裝爲運輸機，也可作爲亞軌道和低軌道飛行器的發射工具，只需要很小的動力就可從高超速度和高度加速到亞軌道和低軌道。

報導稱，即使不到高超音速轟炸機的程度，高超音速巡航導彈也是有巨大意義的。高超音速巡航導彈不需要全程高超音速，在巡航段用效率更高的高度超音速飛行，在衝刺段才轉入高超音速突防，就像反艦導彈用亞音速巡航、超音速衝刺一樣，在射程和突防之間達到較好的平衡。

報導稱，高超與激波是孿生關係，激波控制是高超飛行的關鍵。音障、熱障都是激波造成的，但玩好了，激波也可以成爲減阻、增升、熱管理、燃燒控制的關鍵。中國已經把激波控制玩得出神入化了。