本報(bào)特約記者　柳玉鵬　本報(bào)記者　馬俊

據(jù)俄塔社27日?qǐng)?bào)道，俄羅斯在世界上最先成功完成新一代采用生態(tài)環(huán)保液體燃料的脈沖爆震航天發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。近年來(lái)，美國(guó)和中國(guó)不斷在航天領(lǐng)域取得突破，而曾經(jīng)的航天強(qiáng)國(guó)俄羅斯卻相對(duì)沉寂。脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是21世紀(jì)最有潛力的空天動(dòng)力項(xiàng)目，如今它的測(cè)試成功，令俄羅斯在航天領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng)中扳回一城。

什么是脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)？

俄聯(lián)邦新聞網(wǎng)27日稱，脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)是一種新概念發(fā)動(dòng)機(jī)，它的原理與常見(jiàn)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都截然不同。這種革命性的發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒室內(nèi)直接利用爆震燃燒產(chǎn)生的爆震波來(lái)壓縮氣體，進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)力。與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)省去了壓氣機(jī)、渦輪機(jī)等部件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推重比高、成本低廉等特點(diǎn)。據(jù)稱，未來(lái)無(wú)論是火箭、導(dǎo)彈，還是空天飛機(jī)都可以使用脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，它也被認(rèn)為是21世紀(jì)最有潛力的空天動(dòng)力項(xiàng)目。

俄塔社稱，俄羅斯前景研究基金會(huì)26日宣布了新概念發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試成功的消息，該試驗(yàn)由俄液體脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、俄科學(xué)院新西伯利亞拉夫連季耶夫流體動(dòng)力學(xué)研究所及莫斯科航空學(xué)院等科研巨頭共同完成。據(jù)介紹，俄羅斯前景基金會(huì)的來(lái)頭也不小，它成立于2012年，是目前俄唯一專門(mén)從事國(guó)防前沿技術(shù)研究的科研組織機(jī)構(gòu)。

報(bào)道說(shuō)，俄羅斯科學(xué)家們?cè)?-8月對(duì)這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)成功進(jìn)行了多次試驗(yàn)，測(cè)試使用的燃料為液氧和煤油。該項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人鮑雷斯·薩托夫斯基表示，試驗(yàn)中成功地產(chǎn)生了不同能量的爆震波，并平衡了振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。實(shí)驗(yàn)研究已清楚地證實(shí)這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)上的可行性?，F(xiàn)在俄方關(guān)于數(shù)據(jù)研究和模擬階段的任務(wù)已經(jīng)結(jié)束，工作重心轉(zhuǎn)到點(diǎn)火試驗(yàn)階段。

燃料利用效率提高一倍

俄羅斯媒體歡呼，這次試驗(yàn)成功是航天史上的“劃時(shí)代事件”。許多國(guó)家在積極推進(jìn)脈沖爆震航天發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)，但都沒(méi)有成功。據(jù)稱，1940年蘇聯(lián)科學(xué)家亞科夫·澤利多維奇首次提出可以使用爆震燃燒能量的可能性理論，而德國(guó)人隨后對(duì)間歇爆震的應(yīng)用進(jìn)行了早期研究。上世紀(jì)50-60年代是脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的啟蒙期，蘇聯(lián)和美國(guó)等對(duì)這種發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作一直延續(xù)到今天，但也沒(méi)有真正能將其應(yīng)用到航天器中。

中國(guó)航空專家王亞男28日告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)自從提出設(shè)想以來(lái)，一直稱得上是航天界的“夢(mèng)幻動(dòng)力”。傳統(tǒng)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在原理上屬于“定容燃燒”，雖然在技術(shù)上不斷改進(jìn)，但始終沒(méi)有出現(xiàn)原理上的突破，很多方面的潛力已經(jīng)挖掘殆盡。而脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)屬于理論燃燒效率最高的“定壓燃燒”，從熱力學(xué)角度來(lái)看是最劃算的燃料消耗方式，燃料的利用效率比火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提高一倍。此外，脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有容易損壞的旋轉(zhuǎn)部件，因此結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、維護(hù)更容易。

王亞男說(shuō)，如果脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)得以實(shí)用化，將給航空和航天領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變化。這種發(fā)動(dòng)機(jī)不僅適用于航天領(lǐng)域，也能裝載在飛機(jī)上。理論上講，它可以讓飛機(jī)的最大速度達(dá)到10倍音速?？茖W(xué)家一直夢(mèng)想，未來(lái)搭載脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的空天飛機(jī)可以方便地往返于天地之間。脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率高，讓它非常適合作為巡邏機(jī)、無(wú)人偵察機(jī)等長(zhǎng)航時(shí)飛行器的動(dòng)力；而五角大樓則看上它的高速性能，設(shè)想基于這種發(fā)動(dòng)機(jī)研制出高超音速武器。

實(shí)用之路仍然漫長(zhǎng)

不過(guò)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理雖然清楚了，但真正要讓它實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻是難上加難。王亞男說(shuō)，由于爆震燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)和巨大的噪音，這些問(wèn)題不解決，脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)就很難用于載人商業(yè)飛行或需要穩(wěn)定運(yùn)行的軍用飛行器。另外，目前各國(guó)對(duì)這種革命性發(fā)動(dòng)機(jī)的研究仍處于早期階段，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的形狀、噴嘴的設(shè)計(jì)等還在摸索階段。

盡管如此，俄前景研究基金會(huì)仍表示，這一技術(shù)突破表明俄羅斯毫無(wú)疑問(wèn)是世界發(fā)動(dòng)機(jī)研制和生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者。俄“動(dòng)力”機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體總工程師弗拉基米爾·奇瓦諾夫自豪地說(shuō)：“這些測(cè)試的成功對(duì)于俄火箭發(fā)動(dòng)機(jī)超前發(fā)展的意義非常重大。我們?yōu)檫@個(gè)結(jié)果奮斗了多年。我們對(duì)此表示滿意，未來(lái)就需要這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)?！倍砜茖W(xué)觀察家亞歷山大·加爾金表示，這是俄羅斯火箭航天領(lǐng)域的一個(gè)重大成就，將進(jìn)一步促進(jìn)俄羅斯航天領(lǐng)域的發(fā)展，奠定俄未來(lái)在航天發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。▲