印度成功测试预冷超燃发动机! 印媒: 中国领先全球, 印度正追上中国

印媒这几天像过节一样开心，毕竟印度这一年都没几件好事，最近却接连遇上两件！第一是ISRO的两个小卫星对接成功了，尽管没有现场对接视频，但ISRO说成功了那就是成功了！第二件是印度展示了预冷超燃冲压发动机，这种发动机能在6马赫+速度下工作，为印度未来的高超音速导弹打下了坚实的基础！

《欧亚时报》报道了关于高超音速发动机的新闻，印媒承认中国在高超音速技术上已经领先美俄成为当之无愧的第一，但随着印度预冷超燃冲压发动机的成功，印度正在追上中国，成为跻身于高超音速四大国的之一！然而种花家却有瓢冷水要泼给印度，这玩意儿是老美玩剩下的！

印度预冷超燃冲压发动机：到底是什么鬼？

先来段印媒《欧亚时报》的报道描述：

“全球高超音速弹药的竞争一直在加剧。 1月21日，印度成功完成了主动冷却超燃冲压发动机燃烧室的地面运行。印度的这一重要里程碑是在测试其首款远程和国产高超音速导弹几个月后实现的。”

《欧亚时报》表示，高超音速武器有两大类，一类是高超音速滑翔武器，以弹道导弹为依托，开发的乘波体滑翔高超；另一类是吸气式高超音速发动机，利用大气作为氧化剂可以大大节省导弹整体重量，同样重量下可以携带更大的弹头或者射程更远。

这种主动冷却超燃冲压发动机是一种吸气式高超音速发动机，与弹道导弹不同，以这种发动机推进的高超音速导弹不遵循弹道轨迹，能够融合极快的速度、机动性和低空飞行，从而使其更难以跟踪和探测！

此前这个高超音速俱乐部的成员只有中美俄三国，特别是中国，近些年来在高超音速领域公布了一系列装备，比如DF-17、DF-21D和DF-26以及DF-27，还有空射版的YJ-21等，美国多年来一直在测试高超音速导弹，但十几年来还从未有一枚高超音速导弹进入现役，因此印媒认为中国已经成为高超音速领域当之无愧的老大。

但是随着主动冷却超燃冲压发动机的成功测试，这个三国地位正在快速改变，从中美俄变成中美俄印四国鼎立！所以问题来了，印度这主动冷却超燃冲压发动机意义真那么大吗？这到底是哪种发动机，怎么会有主动冷却这种事情？

主动冷却超燃冲压发动机：到底是什么鬼？

这个主动冷却超燃冲压发动机的逻辑稍稍有点复杂，有兴趣的朋友可以仔细阅读下文了解下原理，没兴趣的朋友可以直接跳过，反正也不影响理解本文的中心思想，只要知道是美国玩剩下并且美国一直没有走出来就够了！要理解这种发动机的逻辑需要以下四步:

冲压发动机；超燃冲压发动机；冲压发动机的燃料种类；主动冷却超燃冲压发动机；

冲压发动机听起来非常高大上的玩意儿其实结构非常简单，大致上就是一根前后相通的管子，在速度超过音速时近期道口会形成斜激波，这些激波会在进气道内反射形成网状“激波网”，气流在通过这些“激波网”时会受到压缩而压力逐渐增大，这些被压缩后的气体在混入燃料后进入燃烧时被火焰稳定器点燃，形成剧烈膨胀的高温高压气体从尾喷口喷出形成推力！

从这个描述中各位会发现几个问题，第一个是冲压发动机需要超过音速才能工作，第二个是发动机燃烧室与进气道速度以及激波匹配要求比较高，对进气道设计以及工作范围有要求，也就是说某种进气道结构的冲压发动机有一个最佳工作速度，并不能随意跨越，如果想要突破限制，那么在进气道结构上需要有非常高深的空气动力学功底！

一般的冲压发动机就是亚燃冲压发动机，特征是最高速度一般在4.5~5马赫内，燃烧室内的是经过压缩的气流，速度小于音速，所以叫做亚燃冲压！而超燃冲压就是速度在5马赫以上，燃烧室内经过压缩的气流也已经超过音速，所以被称为超燃冲压发动机。

一般而言亚燃冲压发动机相对比较简单，目前使用亚燃冲压发动机的导弹不少，比如印度的布拉姆斯导弹以及中国YJ-12导弹等都属于亚燃冲压发动机；而超燃冲压发动机则比较困难，因为常规的持续燃烧速度传播低于音速，所以必须要有一个设计非常牛逼的火焰稳定器。

冲压发动机燃料一般有两种，一种是液氢，另一种烃类燃料比如航空煤油等，液氢能量很大，作为超燃冲压发动机燃料时难度比较低，但不方便使用，比如难以用在武器等需要长期储存的装备上；而烃类燃料要求则对发动机设计要求比较高，但它很方便用在各类武器装备上，因为航空煤油可以长期储存或者临时加注都没问题。

主动冷却超燃冲压发动机：看起来挺牛逼的

有了上面这些铺垫，这个主动冷却超燃冲压发动机就很容易理解了！冲压发动机在高马赫数飞行时激波压缩效率很高，压缩比会可以很大，但此时压缩的气体被加热至高温发生膨胀，这一来一去就会抵消掉不少压缩效率，使得发动机效率严重下降，甚至会影响发动机速度进一步提高。

为了解决这个问题，有科学家就想出了一个惊人的办法，使用燃料在进气道位置将来流先大幅度降低温度，然后再压缩时温升尽管还有，但最高温度比之前已经大大降低！而使用液氢的超燃冲压发动机正是最佳选择，因为液氢还能在进入燃烧室前来个预加热更适合发动机工作。

所以在使用液氢的超燃冲压发动机中，用液氢来降温无疑是最佳方式！并且液氢也具有更好的点火性能（点火能量低），与气流混合也很好，燃烧效率很高等多种优点，所以在超燃冲压发动机中液氢超燃冲压的难度是最低的，并且它的速度可以达到10马赫左右。

吸气式高超：美国人玩剩下的

NASA早在2000年代初期就开始研究了，X-43就是一种使用液氢的超燃冲压发动机，2004年时就取得了成功！那么现在发展怎么样了呢？种花家告诉各位，NASA并没有后续计划研究这类液氢燃料的超燃冲压发动机，而是转向了使用烃类燃料的X-51。

原因就是上文已经有说明的液氢超燃冲压发动机实在没法用在导弹上！所以NASA已经转入X-51这种能用在导弹上的发动机！不过X-51最终还是未能成功，因为烃类燃料的超燃冲压发动机难度比较高，比如烃类燃料无法对气流降温，与气流混合均匀比较难，点燃能量比较高，燃烧没有液氢稳定等。

这也难点也是美国最后没有突破高超音速武器的主要原因之一！因为在X-43和X-51后，美国雄心勃勃的想要设计出一种吸气式高超音速导弹，然而从X-43到X-51之后前后将近20年时间都没有突破，按理来说，美国人都没有突破，但现在中国人却走在高超音速武器的最领先地位，难道中国突破了？

答案是NO！至少到目前为止中国并未公开宣称在吸气式高超音速技术上有突破，中国早就认识到吸气式高超的难度很大，所以在展开吸气式高超研究的同时，另一部技术力量早就转向了滑翔式高超的研究，并在2014年取得了突破，2017年就搞出了DF-17，2019年国庆70周年阅兵式上展示了这种武器！

前文已经说明了，这是一种使用弹道导弹将乘波体滑翔弹头送到高空高超音速状态，然后进行高超音速滑翔的一种模式，难度比吸气式高超要小，但也属于技术类别的另一极，因为吸气式高超的技术铺垫并不能应用在滑翔高超上！

贪大求全的美国在吸气式高超上败下阵来，在发现中国突破滑翔高超后并没与立即转向，反而加大了吸气式高超的研究，但最终还是未能取得成功，只能在滑翔高超上另起炉灶！但是这样一来问题就大了，美国人不是搞不出滑翔高超，而是需要大把的时间，美国人是真心慌了，空射版ARRW和陆基版LRHW接连失败（两者失败次数各自都超过5次），前者已经下马，后者最近两次连续成功，如果再成功几次就可以服役了。

印度的技术路线：刚刚开始起步

看到这里估计各位心里都有数了吧，从这条路走下去，想要应用到武器上那是死路一条，甚至那技术都没法搬到烃类燃料的吸气式高超音速技术上，因为两者相差很大！对于后续滑翔高超也是没有任何用处！

不过这可能是印度目前唯一能做并且让民众觉得看起来高端大气上档次的研究，因为氢燃料高超测试的门槛低，对风洞要求也不高，当然要稳定以及大型化还是很难的，所以印度使劲折腾吧，到武器阶段还有十万八千里呢，印度民众可以High了，开心下也是很好的嘛！

中国走到哪一步了？高超音速不是印度能玩得起的

中国的高超音速武器体系上文已经提到过了，DF-17、DF-21D和DF-26以及DF-27，还有空射版的YJ-21，近期还披露了高-超-音-速-空-空-导弹，基本上能高超化的武器都已经折腾了一遍，当然这些都是滑翔高超武器，这就是玩遍了高超之后技术外溢的结果。

但各位要是认为中国只有这些就狭隘了，中国不只是在高超音速武器方面，同时也在高超音速技术与相关飞行器研究上也开始了井喷式发展，如下清单式去年12月10日以来中国公开展示的高超音速领域相关研究进展：

12月10日，中科院公开了2年前突破的HCW（高压捕获翼构型），适合在高超音速条件下增升用，能让升力提升30%；12月15日，中国公布的MD-19飞行器，根据公开视频介绍，这是一款临近空间的宽域飞行器，随爆料公开的还有MD-22以及MD-25！12月17日，中国高科技商业航天企业“凌空天行”的“筋斗400”成功试飞，在20千米的高空达到了4马赫速度，为未来高音速商业飞行打下基础；12月20日，清航空天公开了冲压旋转爆震发动机的进度，基于新型燃烧技术的发动机取得重要进展，进入工程实践阶段！

除了这些近期突破以外，中国还中长期的规划，比如腾云二级入轨的空天飞机和云龙动力空天飞机，前者是使用接力模式将子级飞行器送入近地轨道；后者是直接使用预冷室组合循环发动机直接将飞行器送入轨道的空天飞机。

在高超音速领域中国目前处在相当领先的位置，当然这得益于中国在风洞上不遗余力的建设，JF-12已经能复现飞行高度在 25至50公里，马赫数5~9的应用，有效实验时间长达 120至130毫秒，是同类风洞中时间最长的。还有JF-22风洞能模拟速度最高达每秒10公里（30马赫） 的飞行条件，能够复现 40至90公里高空 的极端飞行条件

当年美国人比较有趣，自认为在高超音速领域取得的大量数据已经可以建模用超级计算机模拟，结果却发现高超音速时表面湍流非常复杂，并且在极高超音速下大气还会分解成原子在重新反应生成氮氧化物气体，这些对机身表面的作用都是未知的，这也是美军屡射屡败的重要原因之一，没下过功夫，现在要补课来不及了。

印度人更有趣：一口气推出了4款高超音速飞行器

据IDRW在1月25日报道，印度一口气推出了8款飞行器，其中四款是可以高超音速飞行的，本文特别要提下RHH-150，这款飞行器数据爆表：

长：27.6米；翼展：14.2米；航程：3600千米；速度：10马赫；发动机：HTJ-160吸气式高超音速推进系统；

关键是10马赫，这个速度忒牛逼了，不过从IDRW上的CG图纸来看，这个飞行器费3马赫都费劲，图可以乱画，但空气动力学可是实打实的，这种机翼的后掠角实在太小了，2-3马赫肯定没问题，超过3马赫绝对费劲，过4马赫基本没有可能！

印度的高超也就是中国六代机以及一系列高超飞行器出来做个PPT安慰下印度民众而已，连Tejas三代半战斗机都搞成半拉子工程的印度，高超音速飞行器路还有很长很长，设立个远景规划吧，比如100年，可以慢慢搞！