超燃冲压发动机，顾名思义，就是一种利用飞行器的飞行速度将空气压缩至燃烧室中，然后通过喷油点火，在超声速气流状态下进行燃烧的发动机。

年7月16日，我国对亚轨道重复利用飞行器进行了一次飞行测试。其中涉及多项技术验证，最令人瞩目的当属中国超燃冲压发动机，那么我们的超燃冲压发动机技术实力究竟如何呢？

这一次飞行实验是继年6月初，冲压发动机在地面成功进行秒超声速混合燃烧实验之后，我国在空间飞行器领域内的又一次重大突破。

据说此次飞行实验还顺带着测试了一项阻碍我国多年的技术难题，稍后我会给大家讲到。

那么超燃冲压发动机它的作用是什么？又是如何实现空中点火的？用它运载核武器打击美国本土需要花费多长时间？

大家好我是科技圈小哥哥，今天我们的话题就围绕着超燃冲压发动机进行。

冲压发动机可以细分为超燃和亚燃两种，当飞行器飞行速度大于6马赫时超声速气流能够实现发动机超音速燃烧，当马赫数低于6时。则实现亚音速燃烧。

超燃冲压发动机技术最早可以追溯到上世纪六十年代。

当时美国的SR71黑鸟飞机就曾经装备超燃系列的J58发动机，并在高速飞行时成功使用这种发动机技术实现超燃高速循环。

到了年，美国的X43A超燃冲压发动机试验飞行器还创造出了马赫树9.6的记录。

在超燃冲压发动机概念被正式提出来之前，传统的发动机在速度上只能飞到音速的五分之一左右。

经过数十年的发展，目前国内外一些高速飞行器上已经陆续装备了冲压发动机。

安装了冲压发动机的飞行器，最前端的超声速气流经过进气道的压缩，到了燃烧室的时候就会降低到亚声速气流。所以说冲压发动机燃烧室是在亚音速的气流中进行燃烧的

而飞行器的飞行速度越快，流向燃烧室超声速气流的速度也会随之增加，即使到了发动机的燃烧室之中依旧会保持增长到一定程度，所以就有了突破亚声速的可能，但是要达到音速还差的多。

那么怎么办呢？科研人员通过研究，把燃料和超声速气流进行混合，然后再点火。这个时候飞行器就能够轻松突破亚音速达到音速。

超燃冲压发动机的概念就是这么来的。其实道理很简单，无非就是让燃料在经过压缩后的超声速气流中进行燃烧，从而实现飞行器超音速飞行。

这种发动机的研发非常困难，它首先要考虑的问题就是，当飞行器以几倍甚至是十几倍的音速飞行时，如何确保燃烧室超音速气流的供给以及燃烧的稳定性。

根据目前世界各国曝光的数据来看，速度最高的可以达到20倍音速，这是什么概念呢？

从我国东北地区出发距离美国阿拉斯加大概为公里左右，从北京出发到美国西海岸地区直线距离大约为公里。

试想一下，用这种发动机载着核武器对美国进行攻击，飞行器在20马赫下的飞行速度大约为每小时公里，将近多米每秒的速度，以美国现有的防空系统来看根本无法拦截，可以在20分钟内轻松撕破美国的防线。

目前，这种发动机是世界各国高超音速飞行器的标配动力来源，也是我国未来飞行器必备的动力装置。

在航空航天领域，我们一般都会将火箭和超燃冲压发动机进行组合交替使用。具体怎样实现，接下来我就为大家简单的说一说。

我们都知道，航天器要前往太空，火箭发动机除了要提供稳定的推力，推力越高代表速度越快，就需要携带大量的氧化剂和燃烧剂，但是带了这么多燃料之后，火箭升空的有效载荷会变的非常低，运载效率也会受到很大影响。

而经过组合了超燃冲压发动机之后的火箭发动机，在燃料上的消耗相当，但是它的推力却是火箭发动机单机的4倍，推力大就能够推动更大更重的物资前往太空。具体方法是怎么样的？

首先在点火起飞阶段，我们会先使用火箭发动机进行初始加速，当超高速气流的速度满足超燃冲压发动机进行点火的时候，就可以启动冲压发动机继续保持加速，而这个时候的火箭发动机就可以关机，从而减少燃料的消耗量。

当飞行器飞抵近地轨道即将完成最后一跳之时，空气越来越少，超燃冲压发动机推进的速度会有明显的下降，这个时候关闭冲压发动机，转而重新启动火箭发动机，最终将飞行器送入太空之中。

等到飞行器完成任务返回大气层的时候，我们再利用其自由落体的惯性让空气以最快的速度达到冲压发动机重新点火超燃的条件，使飞行器在下降的过程中具备有动力的飞行状态。

其次，高速度就代表着高温，这是目前世界上已知的无法全面解决的世纪性难题。

不知道大家是否记得我在开头说的话，我们这一次实验除了测试冲压发动机在超燃环境下的燃烧时长之外，还进行了一项卡脖子技术的验证，也许这就是此次飞行实验过于先进不便展示的根本原因之一。

《主冷系统》是依靠冷却介质减少气动过程产生的热量对材料二次加热，它的作用依赖于材料和发动机的结构设计，一般用于对散热难度极大的发动机内部进行热疏导。

超燃冲压发动机在高温、高速、高强度燃烧的极度热物理反应条件下，燃烧室中的温度最高可达K以上。

而高超声速飞行器在MA12飞行时外部温度最高可以达到K也就是多℃。当今世界最高的耐高温材料C\C和SIC复合材料熔点仅为℃。

因此发展主冷系统是当前世界各国都迫切需要解决的难题之一。

那么通过这次飞行实验，我们是否已经掌握主冷技术？目前官方也没有给出准确的信息。

说了这么多，我想很多朋友都很好奇，超燃冲压发动机究竟长什么样？

我们常常看到的航空发动机，无论大小都是由众多的涡轮叶片这些零部件进行组装而成，过程相当复杂。

而冲压发动机并没有其余航空发动机外表上的轴和叶片之类的构件，它的外形更像一个长条的铁盒子。

它内流道的构造从前到后都是相互贯通的，就像一根四方的铁管，这样的设计方法就是为了使超声速气流更好的从中穿过。

别看超燃冲压发动机外表其貌不扬，它可是一个国家实实在在的高科技结晶。

就是这样一条看似四方的铁盒子，设计的时候可是非常讲究的。

它的截面设计和变化规律多样，会影响空气从它内流道之内的流向，而超声速空气在这根铁盒子内怎么流又会直接影响燃烧的稳定性。

要让它完全稳定下来，难度非常大，这种硬性要求，就像规定一条船在狂风巨浪中要保持身型和位置不变一样困难。

也就是说，这种看起来有点老土的截面设计，对冲压发动机超声速燃烧的稳定性影响非常大。

那么我国科研人员在设计它的时候，就要花费大量的时间和精力对它进行无数次测试和实验，并且还要经过反复计算获得最准确的数据。

所以，冲压发动机在超燃状态下如何保证稳定不变的持续循环燃烧，一直都是世界性难题。

目前世界各国所保持的记录几乎都在百秒以内，只有美国成功实现了秒的飞行记录，而我们的邻国印度在该领域内的记录只保持在5秒，多年以来一直没有实现再次突破。

那么关于我国处于哪个阶段，相信经常看科技新闻的朋友都应该知道，年之时，我国官方给出的超燃冲压发动机试车时长记录为秒。如果按照当时给出的数据，中国在17年的时候就已经超过了美国。

随后在年6月，我国超燃冲压发动机又实现了秒的长时间超声速燃烧，相比17年翻了一倍。

我们能够走到现在这个地步，实际上离不开早期的建设，为了更好的验证飞行器的整体性能，我国建设了很多当今世界最先进的高速风洞设施，用来满足和支撑我国进行大规模的科学实验。

我们都知道，如果飞行器要想达到几倍、十几倍，甚至是二十倍音速的飞行速度，首先就必须建设能够满足同等条件的风洞设施，否则没有经过风洞对飞行器材料和抗压能力进行高强度、高次数的实验测试。

即使飞行器研发出来了，没有实验数据的支持，很难保证在高速滑翔飞行时会不会瞬间在空中解体？

当然了，超高速风洞设施放眼全球也没有几家，而我国就是这几家之中的一个。

所以说我们能够在这方面发展如此迅猛，绝对不是偶然，从科学的角度上分析，中国在这个领域内的早期投入巨大，能够走到世界前列是必然的结果。

我想很多网友都有一个疑问，如果超燃冲压发动机能够在地面进行秒试车，是不是意味着装上这种发动机的航天器至少能保持数倍音速飞行秒呢？

如果你这样想就大错特错了，仅凭这一点还远远不够，因为每一种发动机都会受到飞行器飞行姿态的影响，这种影响对超燃冲压发动机来说更大。

因为超声速气流是飞行器在持续进行高速飞行时产生的，如果飞行器在飞行过程中进行大弧度的机动和变向，冲压发动机的进气道是否能够满足高超声速气流的高速流通就是一个问题。

如果无法提供冲压发动机实现超燃的最低气流条件，那么发动机极有可能会造成空中熄火。

再则，高速飞行时进行机动对超燃冲压发动燃烧的稳定性就是一大考验。

即使是轻微的抬头、和左右摆动的动作，都会造成发动机进气道空气流速减慢，从而导致燃烧不稳定。

再加上空中高速飞行还会遇到更多的难题，这些难题涵盖力学、空气动力学、极端天气以及众多物理现象的影响，都会造成冲压发动机无法实现稳定性燃烧。

这其中的每一步都不好走，稍微有点变化都可能是前功尽弃。

所以，即使超燃冲压发动机实现地面秒试车测试，却无法保证在空中高速飞行状态下依旧保持秒的飞行时长，更何况是在未来需要重载的情况下。

那么我们有没有实现过飞行器空中长时间超音速飞行实验呢？答案是肯定的。

之前我已经提到过，年的时候我们的记录就突破了秒，还有今年7月份，我国对空间飞行器进行了新一轮的超高速飞行实验，官方给出的答案是，实验成功，但是由于过于先进、不便展示。很多飞行数据和实验结果都没有进行公布。所以这次具体进入超燃状态飞行了多少秒也就不得而知了

首先可以确定的是，这次任务肯定是成功的，时长必然远超去年的秒记录，并且飞行速度不会低于10马赫。

由此可以得出判断，中国的空间飞行器和超燃冲压发动机技术很可能实现了阶段性的突破。

但是否像部分网友所说的领先全球，这一点还是不要过于自大，毕竟像美国这样的国家，研究超燃冲压发动机的时间已经超过60年，而我们呢？满打满算也不过二十余年，能够冲进第一梯队已经非常不容易了。此时谈领先全球为时尚早。

从我国以过于先进不便展示为由没有进行公开就可以看出，这种技术连我国都如此重视，可想而知，我们如今看到美国等西方国家的技术，不一定就是他们真正的技术实力，也许他们藏的瓜更大也说不定，所以说从这个角度去分析，目前在超燃冲压发动机领域谁强谁弱还真的不好说，我们千万不可盲目自大。

当然了，我国能够用20年时间就赶上花费60余年的西方国家，挤进第一梯队，从这一点出发我们也不用妄自菲薄，相比之下我们甚至有更大的后发优势，只要我们不忘初心，砥砺前行，未来领跑全球或许不再是梦。