在全球刚刚从中国可能一次性推出两款六代机造成的震撼中稍微恢复一些时，又传出了中国科学家开发并测试成功世界上第一台斜爆轰发动机（ODE）的消息。从《南华早报》的报道来看，这种发动机有最高16马赫的高速，意味着高超声速推进领域或将迎来重大变革。更重要的是只使用普通标准的航空煤油，代表很好地控制成本，适用于更苛刻的环境，这些优点结合起来，说是具备颠覆空中战场的能力也不为过。

（《南华早报》配图，称这就是中科院研发的斜爆轰发动机）

按照《南华早报》报道，这项研究成果已经发表在《实验流体力学》杂志上，研究者时中科院力学研究所的团队，目前取得的成就是证明这种斜爆轰发动机的燃烧速度比超燃冲压发动机快1000倍，最高速为6到16马赫。研究团队在JF-12风洞中进行了一系列实验，模拟大约40公里高空的飞行条件，而最关键的是，成功使用RP-3航空煤油为燃料实现了持续的斜爆轰波，如果最终能推进到实用化阶段，那么就极大降低了斜爆轰发动机的使用和维护要求，为六代机或更先进飞行器配备斜爆轰发动机的可能提高了很多。

爆轰发动机又称爆震发动机，概念不算新，但随着材料技术发展，是这几年来相当有知名度的一种高超声速发动机，基本工作原理可以概括为通过在发动机燃烧室制造高效的爆轰燃烧，实现化学能向机械能的高效转换，目前爆轰发动机可以分为脉冲式（PDE）、旋转式（RDE）和倾斜式（ODE）三种。

脉冲式指的是通过周期性点火产生爆轰波，每次点火都需要重新起爆；旋转式指的是在环形燃烧室内形成自持的旋转爆轰波，只要起爆一次就够；倾斜式也就是斜爆轰发动机最特殊，因为它并不完全属于传统意义上的爆轰发动机，而应该算一种衍生型。

（爆轰发动机的不同技术路线）

从燃烧方式上来说，传统爆轰发动机产生的爆轰波垂直于气流方向，燃烧室比较长，适用大约5到6马赫的速度，燃烧效率也不低，主要用于高速无人机、导弹和临近空间飞行器等等。斜爆轰发动机产生的爆轰波与气流方向呈现一定角度燃烧室更短更紧凑，比如《南华早报》报道显示新发动机的燃烧室就比超燃冲压发动机减少85%，适用更高的速度也就是6到16马赫，也有可能更高，燃烧效率更是达到超燃冲压发动机的1000倍，主要用于高超声速导弹、无人机和空天飞机等弹药或飞行器上。

此外，从《南华早报》的内容来看，力学研究所团队还有相当惊人的创新之举，比如在燃烧室内壁设置了一个大约5毫米凸起，这个不起眼的凸起起到惊人作用：可以诱导爆炸气流产生局部高温高压条件，为“爆炸钻石”现象出现创造基础条件。“爆炸钻石”指的是爆轰冲击波在燃烧室内形成稳定结构，这种稳定结构有助于爆轰波在微秒级时间内传播并完成燃烧。最重要的是，“爆炸钻石”能形成自持爆轰波，一旦形成自持爆轰波，就不再要外部能量输入即可自我维持并持续传播，难怪说燃烧效率提升了1000倍，搞不好不止1000倍。

（斜爆轰发动机原理）

实验显示，当速度为9马赫时，爆炸点的压力峰值最高时达到环境水平的20倍，这个参数意味着斜爆轰发动机可以在多数超燃冲压发动机无法正常运行的速度区间里，依然产生相当强的推力。

使用RP-3航空煤油代替了液氢或乙烯，被视为另一个瞩目的成就。几十年来，超燃冲压发动机之类的高超声速发动机一直都依靠液氢、乙烯作为主要燃料，虽说比煤油这些飞行器常用的燃料更容易点燃，但相对苛刻的储存和使用条件也限制了爆轰发动机的发展。比如氢要到-253°才能液化，而绝对零度也不过-273.15°！

所以储存和使用液氢必须用专用低温容器，这就不但需要研发制造可以在超低温环境下保持强度韧性的特殊合金或复合材料，对飞行器来说等于要拿出一大部分冗余来容纳维持液氢低温的容器和装置，更不用说氢易燃易爆，对安全操作要求极其严格。

（德国212A型潜艇用氢燃料电池AIP系统，结果就是每次更换储氢罐都极其耗时，安全隐患也不小）

乙烯也没好到哪里去，虽说-104°就能液化，但本身有一定腐蚀性，也要较高的压力才能有效储存和运输，同样需要转门的容器，而且在高温条件下容易生成聚乙烯，还需要专门添加抑制剂并做好温度和压力控制才能正常使用，同样增加了整个系统的复杂度和风险。

RP-3航空煤油就简单多了，化学性状比较稳定，能量密度也更高，关键是还便宜，液氢单价一般在人民币2.1万元到3.5万元/吨，RP-3航空煤油通常在7000到9000元/吨。

最大的缺点，就是煤油不容易点燃，力学研究所团队通过将煤油-空气混合物压缩到约3527°，并用那个5毫米的凸起作为“热点”引发“爆炸钻石”，还使用翼型结构加速燃料扩散，最终解决了煤油不易点燃的问题。

（短期来看，还不太可能实用化，但只要真的装上六代机或其他飞行器，颠覆空战也不是假的）

当然，还存在一个关键问题，那就是这么高的速度，也对应着极高的耐热需求。按照气动加热理论公式，16马赫是5.5公里/秒，飞行器头部温度可以达到2000°到3000°，也就是说一架达到16马赫高速的飞行器，头部承受的热量和斜爆轰发动机内部的温度相差无几，无论对隔热还是结构设计，都是难以想象的考验。

所以即使斜爆轰发动机真能加速到16马赫，也还是有其他工程上的问题需要解决，距离真正实用化也仍有距离。当然，无论如何中国科学家再次取得如此成就确实是值得祝贺的，这说明咱们的工业能力不光没有退化，还在旁若无人地向上攀登。