近日中国科学院力学研究所的官网上发布了一条不怎么起眼的消息，但其意义却异常重大。中国力学研究所的范学军团队在超燃冲压发动机地面试验中使其连续运行了600秒，打破了美国X-51"乘波者"试验机最多210秒的世界纪录，可以说是中国航空航天史上的一个重要的里程碑。


（高超音速飞行器）

超燃冲压发动机的全称为超音速燃烧冲压发动机，是未来高超音速武器乃至空天飞机必备的前置要件。现如今的高超音速武器实际分为两大类，一种叫做高超音速滑翔导弹（HGV），而另一种被称为高超音速巡航导弹（HCM）。目前俄罗斯最快的"先锋"导弹以及我国的DF-17导弹，都属于HGV。这类高超音速武器由火箭发动机和乘波体弹头两部分组成，乘波体弹头在被火箭送入高空达到高超音速后脱离火箭助推器进行钱学森弹道滑翔。而高超音速巡航导弹（HCM）是前者的超级升级版，在乘波体弹体的基础上加装超燃冲压发动机使得其在进入钱学森弹道后能够继续加力，其射程和最高速度会比滑翔器大大提高，并且还能做出更加复杂的机动动作提高突防能力。


（弹道导弹、高超音速滑翔导弹和高超音速巡航导弹导弹对比）

除此之外，HCM只需要火箭发动机将其提速到超燃冲压发动机的工作区间，这意味着HCM的对助推器的要求大大降低，在发射时更难以被侦测到，因此也就让防御方失去了早期预警的能力，而恰巧导弹拦截的最佳拦截时期就在发射的早期阶段。在升空进入钱学森弹道后，该导弹将以近十马赫的速度飞行，在数分钟内就能达到目标。这意味着如果高超音速巡航导弹研制成功，在现有技术下这就是一种无法防御的武器。

（美国的高超音速飞行器）

和火箭发动机相比超燃冲压发动机最大的特点就是不用携带助燃剂，只需携带燃料，氧气可以从空气中吸取，并且没有任何转动部件，几何结构简单，看起来就像一个大气筒子，结构就只有进气道、燃烧室和尾喷管这3大部件组成。超燃冲压发动机的研究最早在上个世纪五六十年代就开始了，但是这项技术50年后才有了实质性的进展。虽然理论可行、结构简单，但是这种技术对于材料学和工程设计的要求极高，远远超出了当时人类具备的技术能力。


（上为亚燃冲压发动机，下图为超燃冲压发动机结构图）

超燃冲压发动机的进气压缩、燃烧和形成推力都是在超音速的情况下进行的，会产生超高的温度，首先就考验到散热冷却技术。范学军团队的主要突破就在于热端部件主动冷却技术。所谓热端部件指的就是超音速燃烧冲压发动机承热量最高的燃烧室和喷嘴。而主动冷却技术是在该部件的表面下设计类似毛细血管似的管道，其中充满了碳氢燃料，碳氢燃料吸收热度并在流动过程中带走热量。因为没有氧气所以碳氢燃料在进入燃烧室之前不会燃烧。并且加温后的碳氢燃料自然地实现了降压气化，能和进入燃烧室的氧气更好地混合燃烧。


（阅兵式上的DF-17导弹）

其实美国在高超音速武器的研发领域一度处于领先状态，美国想要"一步登天"，绕过高超音速滑翔导弹（HGV）直接研发使用超燃冲压发动机的飞行器，但是在研发出"X-51"飞行器后美国明显遇到了巨大的障碍，因此他们选择了暂时"放一放"。而我国的高超音速武器虽然研发较晚，但脚踏实地进步很快。正当美国人缓了缓神的关口，我们直接占据了领先的地位！可以想见DF-17加上超燃冲压发动机，其射程将会成倍的提高。目前DF-17的射程约为2500公里（猜测），如果在此基础上应用超燃冲压发动机技术，其射程至少能够翻5倍以上！


（当地时间3月19日晚上10点，美国军方在夏威夷的艾岛太平洋武器试验场，成功进行了"通用型高超音速滑翔体"（C-HGB）的发射和飞行测试，C-HGB射程只有1000公里，而且是双锥体，没有DF17的乘波体先进）

俄罗斯军事专家瓦西里·卡申在给俄卫星通讯社撰写的评论文章中对中国在高超音速武器领域的发展给予了高度评价，因为美俄自冷战时期就开始研发采用超燃冲压发动机的高超音速武器，在这方面中国的起步时间是最晚的，2015年才开始进行试验，同时进步也是最快的。另外他还表示：中国在研制高超音速武器方面已经取得了辉煌的成就，虽然要彻底解决超燃冲压发动机的技术问题尚需更多的时间，但是毫无疑问，在未来，中国将自己打造出采用超燃冲压发动机的高超音速巡航导弹。