轰-20用上冲压转子爆震发动机? 报道: 中国搞定冲压转子爆震发动机

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11月份的CJA（CHINESE JOURNAL OF AERONAUTICS中国航空学报）上爆出了一篇关于RRDE（压转子爆震发动机）的论文，是此前叫好不叫座的旋转爆震发动机升级版，更接近实用，从网友解读来看，这种发动机成熟度已经很高，是一种适合超音速到高超音速的理想发动机。

另外在社交媒体上还传出一个说法，网上出现了一张三个尾喷口的飞行器设计图，网友称这是安装了三台发动机的轰-20 ，其中中间这台发动机就是压转子爆震发动机，这表示轰-20能达到超音速乃至高超音速状态，网友说的有板有眼，但事实真是这样吗？
冲压转子爆震发动机：到底是种怎样的发动机？飞行器发动机大家都知道，常见的有活塞内燃机、喷气式发动机（涡喷或者涡扇）以及火箭发动机等，这些都是利用燃油燃烧推动活塞或者燃烧产生高压气体排出尾喷口获得动力，爆震发动机也是利用燃料燃烧的高温气体排出获得动力，按原理应该算到喷气式发动机范畴内，但这种发动机却非常有特色：

涡喷或者涡扇喷气式发动机的原理是利用多级压气级，吸入大气后在发动机内逐级压缩，直至高压后再送入燃烧室，喷入燃油点燃，燃烧后产生更高温高压的燃气排出，此时会有一级高温涡轮获得动力，再通过中心轴带动发动机前半部分的压气级工作。
这种发动机的原理是定压燃烧，即在燃烧室内燃料与氧化剂是持续进入的，稳定燃烧产生高温高压气体，持续从尾喷口排出，稳定燃烧是发动机运行的重要基础，一旦稳定性被破坏，发动机就会喘振甚至熄火。
爆震发动机则完全不是这种模式，原理是利用混合了燃料的大气发生爆炸，产生瞬间极高高压的气体排出尾喷口，同样也能获得动力；这种发动机属于定容燃烧，也就是在燃烧发生的时候爆炸空间事相对固定的，瞬间会产生超高压，并且爆炸波会以超音速速度传播，在燃烧室会导向到喷口排出获得动力。

定压燃烧的特点是稳定，能获得源源不断的动力，缺点是油耗比较大，并且燃烧传播速度低于因音速，在燃烧室气流超过音速后无法工作；定容燃烧的特点是超高压，燃料利用率极高，可以在气流超过音速的情况下工作，但缺点是动力脉冲式的，所以常见的叫脉冲爆震发动机。
爆震发动机的三种类型
常见的有脉冲爆震发动机（PDE）和旋转爆震发动机（RDE），还有斜爆震发动机（ODE），脉冲爆震发动机比较容易理解，一个两头都通的管子，一头粗一头细，细的那头一般都弯曲，形成一个U形管子，因为脉冲爆震两头都排气，原理利用狭缝效应在爆炸后形成的负压吸气，会形成自持式燃烧，脉冲爆震发动机推进效率很高，但推重比比较低，因为自持爆震频率比较低，所以会做成多管脉冲爆震，但效果还是差强人意；

另一种是旋转爆震发动机，这是利用一个环形燃烧室，气流从环形狭缝处进气，混入燃料先后时间不同，点燃时间不同，形成一个环形燃烧模式，这种模式的爆震频率很高，推重比比较大，缺点是不容易控制，从启动到速度增加过程比较慢，是目前主要发展方向；
还有一种是斜爆震发动机，这个模式有点像超燃冲压发动机，但进气隔板与超燃又有些区别，角度更大，激波发射形成的压缩与燃烧室总压恢复形成一个波动区域，在燃烧室内会形成一个爆震区域，这种发动机的特征时能适应14~17马赫的高超音速，缺点是启动速度太高，目前我国在这方面研究进度比较靠前。

脉冲爆震和旋转爆震是可以零速度启动，并且不需要任何活动机构即可维持燃烧，当然发动机肯定还是需要一些进气或者排气与调节“油门”控制的，零速度启动表示不需要其他发动机辅助，适装比较友好，没有活动部件表示可维护性很高，但无论那种爆震发动机，到目前为止都不够成熟，最成熟的旋转爆震发动机也仅仅比较多应用在航模或者小型无人机上，意思就是说比较难大型化，推力也很难提高。
冲压转子爆震发动机（RRDE）
看名字就知道是从RDE上发展出来的，这个模式是冲压发动机的进气道加上旋转爆震发动机的气流处理与燃烧室，它的原理是这样的，下面先来张CJA的期刊封面图：

这个示意图虽然不是太清楚，但可以很明显的看出头部是一个轴对称的冲压发动机进气道，后半部分才是旋转爆震发动机，并且这个结构还有点特殊：

气流在经过从冲压发动机进气口入射的激波压缩后就到了上图中的螺旋结构，这个就是一个类似于多头螺纹结构，有几头螺纹就有几个燃烧室，可每个燃烧室都可以在不同阶段同时引爆或者错开引爆混入了燃料的高压气体，在从尾喷口排出前再推动一级高温涡轮，带动这个机构旋转，形成自持爆震燃烧。
有了这个螺旋结构，从理论上来看这种发动机是能自启动的，超音速后利用激波进气道压缩后效果还会更好，并且更容易可控，加速的过程也要比单纯的旋转爆震要快得多，所以这种发动机应该是更实用的一种爆震发动机。
就RRDE这种发动机的论文来看，最早递交于2024年11月份，在arXiv预印本论文网站上就有了，但正式发表是在今年11月份，在CJA期刊上，作者是中国人，发表的刊物也是国内顶级航空航天类期刊《中国航空学报》，具体进度如何咱不知道，但凭中国在爆震发动机研究的前沿领域地位来看，这个理论提出后必将会被付诸实施并最大可能商业化，不过到目前为止还只是猜测状态。

有兴趣的朋友可以直接去翻这条记录，右侧的view PDF即可查看论文原件，当然也可以留言或者私信，种花家把PDF原件发给各位研究。
轰-20用上冲压转子爆震发动机？可信度多高？把轰-20和冲压转子爆震发动机联系起来的是这张图，一个三发发动机的大型飞行器尾部结构，可以确定这是三发尾喷口：

有网友表示，这是轰-20的尾喷口位置，明显有三台发动机，左右两侧是适合低空低速飞行的常规涡扇发动机，中间那台是适合高超音速飞行的冲压转子爆震发动机，从这点上来看，轰-20应该是一种可以达到5马赫+、飞行高度能突破30千米的“临近空间战轰” ，果真是这样吗？对于这种问题，必须从两个方面讨论：
第一，轰-20按此前“披露”的气动布局讨论
首先确认一点，轰-20到现在为止没有披露过任何信息，目前全网到处飞的轰-20图片都是未经证实的猜想，这个想象图与美军的B-2和B-21相似度是比较高的，从这种气动布局来看，属于高亚音速、高隐身性能的机型。

轰-20使用这种气动布局也是有理由的，因为用相同的燃料，亚音速机型要比超音速飞得更远，对于隐身轰炸机来说，速度和航程上基本会朝着航程方向靠拢，因为轰-20如果要威胁美国本土，那么至少也需要上万千米的航程，因为就算携带4000公里射程的巡航导弹，作战半径1万千米的轰炸机还只能勉强够着美国本土。
所以亚音速概率是比较大的，那么问题来了，在亚音速机型下，如果装上冲压转子爆震发动机有用吗？答案是还真没有，因为冲压转子爆震发动机适用于高音速以及高超音速机型，对于亚音速机型的就相当于大货车上装了台跑车发动机，一定能跑起来，但绝对不是最好选择。
要是目前网上披露的轰-20的图片哪怕是有一张是对的，冲压转子爆震发动机对轰-20也没有任何用处。
第二，轰-20气动布局按“全新设计”讨论
上文已经说了，冲压转子爆震发动机适合高音速以及高超音速，这种机型的气动布局应该是小展弦比机型，比如展弦比小于2 ，比如像美军已经退役的SR-71 ，要是速度需要再5马赫+飞行，那展弦比可能会接近1 ，这个可以参考下WZ-8 ，这种飞行器的速度就能达到6马赫+ ，展弦比应该接近1 ，此前种花家估算WZ-8的展弦比在0.9左右。
所谓的展弦比是翼展的平方除以机翼面积，越大表示越是平直翼，速度也越慢，越小则是越是三角翼，速度也越快，常见机型的展弦比如下图：

所以从这点推测来看，如果要适装冲压转子爆震发动机的话，展弦比肯定会小于2 ，比较有可能的是在1-2之间，比如上文的那张机尾截图，这个展弦比就不会大，这样的机型可以达到高超音速，比较类似于阿汤哥的《壮志凌云2》中的暗星战斗机，这种机型能达到10马赫。

从电影中展现的模式来看，这种飞行器应该有四台发动机， 2台在起飞和加速使用，速度达到超音速后转换进气隔板，启动冲压发动机加速，超过5马赫后再切换到超燃冲压模式，这种叫做并联式TBCC ，也就是两台发动机完成低速到高超音速的切换，当然也有一体化TBCC（组合发动机），不过本文不展开讨论

轰-20使用这种模式可能性确实存在，毕竟如果实现了冲压转子爆震发动机的话，这个高超音速诱惑实在太大， PLA（解放军）一直都比较喜欢高超音速，比如反舰导弹绝大部分都是超音速的，而后来装备的则是高超音速反舰导弹，对速度情有独钟，所以真有这种发动机的话种花家可以确信极有可能会用在轰-20上！
但是种花家要提醒下各位，轰-20是一种十几年前就确定要设计制造的轰炸机了，也就是说技术数据在近10年前就已经确定，当时高超音速发动机远未突破，有的也只是涡扇发动机，甚至当年装机轰-20的涡扇发动机都不太成熟。
【轰-20用上冲压转子爆震发动机? 报道: 中国搞定冲压转子爆震发动机】所以当时的机型十有八九是亚音速，就算目前的冲压转子爆震发动机已经成熟并可以装机使用，也装不到轰-20上！这是最接近事实的可能，不过种花家认为， 2023年11月才发表论文，到目前应该还没有成熟的发动机出现。所以就这点来看，这种发动机的成熟度应该不高，或者仅仅是风洞实现！

当然这并没啥关系，只要这种发动机性能足够好，以PLA目前的实力，搞台六代机装机不就好了么？五代机歼-20已经服役近10年了，歼-35也出来了，六代机也可以出来溜溜了，别让全世界等太久！