全球首台,半小时从上海飞洛杉矶,中国搞出16马赫航发意义有多大

大国知史 2025-03-08 17:01:19

,据香港《南华早报》报道,全球首台由标准航空煤油驱动的斜爆轰发动机在中国横空出世。

理论速度可达16马赫,约20,000公里/小时。

这意味着从上海到洛杉矶仅需半小时!

这不仅仅是一场速度的革命,更是一场航空航天领域的颠覆性突破。

从高超音速武器到未来的空天飞机,这项技术的影响将深刻改变全球军事、航空和航天格局。

那么,中国为何能抢先一步?16马赫到底意味着什么?它将如何重塑世界?

如何打破高超音速天花板?

16马赫的飞行速度是一个什么概念?

它意味着现有防空体系形同虚设,更意味着未来的空天飞行方式将被彻底改写。

但要实现这样的速度,必须突破当前高超音速推进技术的瓶颈,而这正是中国科学院团队的研究成果所做到的。

在高超音速飞行领域,动力系统是最大的限制因素。

要想飞得快,首先要解决如何高效燃烧燃料的问题。

目前,全球公认的高超音速发动机技术主要有三种:火箭发动机、超燃冲压发动机和爆轰发动机。

其中,火箭发动机的推力虽大,但只能带有限的氧化剂,无法长时间飞行。

超燃冲压发动机是当前的主流,但存在严重的燃烧效率瓶颈。

而爆轰发动机则被认为是下一代高超音速飞行器的核心动力技术,但一直难以工程化。

中国的斜爆轰发动机正是这一领域的革命性突破。

它不但解决了燃烧速度问题,还首次实现了以航空煤油作为燃料,为高超音速飞行提供了现实可行的动力方案。

斜爆轰发动机原理图

在过去的几十年里,美国和俄罗斯一直在超燃冲压发动机领域努力,希望推动高超音速武器的发展。

比如,美国曾寄希望于X-51A项目,但该项目在2013年最后一次试验后被搁置。

原因正是超燃冲压发动机的性能无法满足更高速度的需求。

俄罗斯的“锆石”导弹虽然号称能达到9马赫,但它更像是一个高超音速滑翔体,而非真正的超燃冲压推进器。

俄罗斯“锆石”导弹概念图

那么,中国是如何解决这些问题的呢?答案就是——爆轰燃烧。

爆轰燃烧是当前世界航空推进技术的热门研究方向。

它的核心特点是利用冲击波引发爆燃,燃烧速率比传统扩散燃烧或预混燃烧快数个数量级。

简单来说,爆轰燃烧的威力就像微型爆炸,每次燃烧都会产生极高的能量释放,使得燃料能够在极短时间内被充分利用。

但爆轰燃烧一直有个大问题——如何让它在发动机内部稳定工作?

由于爆轰燃烧的冲击波极为剧烈,燃烧室内部的气流环境非常复杂,稍有不慎就会导致爆燃失控,使发动机无法稳定运作。

而中国科学院团队通过5毫米凸块诱导爆轰波形成稳定燃烧模式,解决了爆轰不稳定的问题。

全球防御格局大变

战争的胜负,往往取决于速度。

在古代,骑兵能够以迅雷不及掩耳之势冲入敌阵,决定战场胜负。

在现代,战斗机、导弹和隐身技术让战争进入“秒杀”时代。

但如果速度提升到16马赫呢?

这意味着传统战争规则将被彻底打破。

目前,世界主要国家的防空拦截体系,包括美国的“萨德”、“爱国者-3”“标准-6”,以及俄罗斯的S-400、S-500等。

以美国现役的最先进防空导弹“标准-6”(SM-6)为例。

它的最大速度仅为3.5马赫,即使未来升级版能够达到5-6马赫,也远远追不上16马赫的武器。

换句话说,当SM-6防空导弹准备发射时,高超音速导弹可能已经命中目标了。

而且,高超音速导弹并不像传统弹道导弹那样按照固定抛物线飞行,而是可以在大气层中灵活变轨,增加拦截难度。

例如,中国的东风-17高超音速导弹已经采用滑翔变轨技术,让拦截变得极为困难。

而16马赫的斜爆轰武器,更是具备更加不可预测的机动能力,让现有的防御体系彻底失效。

以美国航母战斗群为例,目前其主要防空手段包括“标准-6”远程拦截,其最大速度5-6马赫。

另外一个是“海麻雀”中程防空导弹,最大速度4马赫。

除此之外还有“密集阵”近程拦截炮,专门对付来袭导弹和无人机。

但面对16马赫的武器,这些系统基本都失去作用。

标准-6导弹的速度太慢,根本追不上。

“海麻雀”导弹射程近、速度低,甚至连来袭目标的尾焰都够不着。

“密集阵”机炮更是摆设,16马赫的目标根本不会在近程停留,它早已完成打击。

这意味着,一旦16马赫级别的导弹服役,全球的防空体系都必须重新设计,否则各国的海上、陆基军事目标将彻底暴露在高超音速打击之下。

半小时环球飞行将成现实?

如果说16马赫的高超音速推进技术在军事领域是一场“战争模式革命”,那么在民用航天领域,它更像是一场“交通革命”——一种超越所有现有交通工具的全新出行方式。

从上海到洛杉矶只需半小时,从北京到伦敦不到20分钟,这样的旅行方式已经从“科幻”走向现实。

目前,全球民用航空主要依赖喷气式客机。

例如波音787、空客A350等,它们的巡航速度约为0.85马赫,约1040公里/小时,从上海飞往洛杉矶需要11-12小时。

即便是最快的民航客机——协和式超音速客机,其最高速度也仅为2.04马赫,约2180公里/小时。

但因为高成本、高油耗、噪音污染等问题,最终在2003年退役。

但16马赫的高超音速客机,完全跳出了现有民航的速度极限。

换句话说,如果技术实现商用化,我们将正式进入“全球半小时通勤时代”。

另外,目前的民航客机飞行高度一般在10-12公里,即对流层的上层,但如果要实现16马赫的速度,必须在更高的临近空间飞行。

这有什么好处?

首先,飞行高度越高,空气密度越低,飞行阻力越小,因此能更高效地保持高速度。

另外,协和客机最大的问题之一是超音速飞行时产生的音爆,而如果在临近空间飞行,地面几乎不会受到音爆的影响。

还有,目前的民航客机经常因为天气原因延误,而高超音速客机在临近空间飞行,几乎不受恶劣天气影响。

因此,未来的高超音速客机将从地面垂直起飞,在大气层边缘加速至16马赫,随后滑翔下降至目的地,整个过程可能不超过30-40分钟。

高超音速航班的应用,绝不仅仅是“缩短飞行时间”这么简单。

它的另一个重要应用,就是为未来的太空旅行提供新的可能性。

目前,SpaceX、蓝色起源等公司都在研究可重复使用的太空飞行器。

但如果斜爆轰发动机可以作为航天飞机的一级推进器,那么未来的太空旅行可能会变得更加经济和便捷。

普通人或许可以像坐飞机一样,以相对低廉的价格体验太空旅行。

从军事到民航,从物流到太空旅行,我们正站在交通史上最伟大的变革前夜

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