俄宣布“劃時代發動機”測試成功

本報特約記者　柳玉鵬　本報記者　馬俊

據俄塔社27日報道，俄羅斯在世界上最先成功完成新一代采用生態環保液體燃料的脈沖爆震航天發動機測試。近年來，美國和中國不斷在航天領域取得突破，而曾經的航天強國俄羅斯卻相對沉寂。脈沖爆震發動機被認為是21世紀最有潛力的空天動力項目，如今它的測試成功，令俄羅斯在航天領域的激烈競爭中扳回一城。

什么是脈沖爆震發動機？

俄聯邦新聞網27日稱，脈沖爆震發動機是一種新概念發動機，它的原理與常見的火箭發動機或航空噴氣發動機都截然不同。這種革命性的發動機在燃燒室內直接利用爆震燃燒產生的爆震波來壓縮氣體，進而產生動力。與傳統發動機相比，脈沖爆震發動機省去了壓氣機、渦輪機等部件，具有結構簡單、推重比高、成本低廉等特點。據稱，未來無論是火箭、導彈，還是空天飛機都可以使用脈沖爆震發動機，它也被認為是21世紀最有潛力的空天動力項目。

俄塔社稱，俄羅斯前景研究基金會26日宣布了新概念發動機測試成功的消息，該試驗由俄液體脈沖爆震發動機專業實驗室、俄科學院新西伯利亞拉夫連季耶夫流體動力學研究所及莫斯科航空學院等科研巨頭共同完成。據介紹，俄羅斯前景基金會的來頭也不小，它成立于2012年，是目前俄唯一專門從事國防前沿技術研究的科研組織機構。

報道說，俄羅斯科學家們在7-8月對這種新型發動機成功進行了多次試驗，測試使用的燃料為液氧和煤油。該項目領導人鮑雷斯·薩托夫斯基表示，試驗中成功地產生了不同能量的爆震波，并平衡了振動和沖擊負荷。實驗研究已清楚地證實這種新型發動機技術上的可行性。現在俄方關于數據研究和模擬階段的任務已經結束，工作重心轉到點火試驗階段。

燃料利用效率提高一倍

俄羅斯媒體歡呼，這次試驗成功是航天史上的“劃時代事件”。許多國家在積極推進脈沖爆震航天發動機的研發，但都沒有成功。據稱，1940年蘇聯科學家亞科夫·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，而德國人隨后對間歇爆震的應用進行了早期研究。上世紀50-60年代是脈沖爆震發動機的啟蒙期，蘇聯和美國等對這種發動機的研究工作一直延續到今天，但也沒有真正能將其應用到航天器中。

中國航空專家王亞男28日告訴《環球時報》記者，脈沖爆震發動機自從提出設想以來，一直稱得上是航天界的“夢幻動力”。傳統的火箭發動機在原理上屬于“定容燃燒”，雖然在技術上不斷改進，但始終沒有出現原理上的突破，很多方面的潛力已經挖掘殆盡。而脈沖爆震發動機屬于理論燃燒效率最高的“定壓燃燒”，從熱力學角度來看是最劃算的燃料消耗方式，燃料的利用效率比火箭發動機提高一倍。此外，脈沖爆震發動機沒有容易損壞的旋轉部件，因此結構更簡單、維護更容易。

王亞男說，如果脈沖爆震發動機得以實用化，將給航空和航天領域帶來革命性的變化。這種發動機不僅適用于航天領域，也能裝載在飛機上。理論上講，它可以讓飛機的最大速度達到10倍音速。科學家一直夢想，未來搭載脈沖爆震發動機的空天飛機可以方便地往返于天地之間。脈沖爆震發動機的燃燒效率高，讓它非常適合作為巡邏機、無人偵察機等長航時飛行器的動力；而五角大樓則看上它的高速性能，設想基于這種發動機研制出高超音速武器。

實用之路仍然漫長

不過脈沖爆震發動機的基本原理雖然清楚了，但真正要讓它實現起來卻是難上加難。王亞男說，由于爆震燃燒時會產生強烈的震動和巨大的噪音，這些問題不解決，脈沖爆震發動機就很難用于載人商業飛行或需要穩定運行的軍用飛行器。另外，目前各國對這種革命性發動機的研究仍處于早期階段，對于發動機燃燒室的形狀、噴嘴的設計等還在摸索階段。

盡管如此，俄前景研究基金會仍表示，這一技術突破表明俄羅斯毫無疑問是世界發動機研制和生產的領導者。俄“動力”機械科研生產聯合體總工程師弗拉基米爾·奇瓦諾夫自豪地說：“這些測試的成功對于俄火箭發動機超前發展的意義非常重大。我們為這個結果奮斗了多年。我們對此表示滿意，未來就需要這種類型的發動機。”俄科學觀察家亞歷山大·加爾金表示，這是俄羅斯火箭航天領域的一個重大成就，將進一步促進俄羅斯航天領域的發展，奠定俄未來在航天發動機領域的領先地位。▲