冲压发动机好一点,可以一直工作到M4-5,但冲压发动机的启动速度较高,不大容易在M2以下可靠工作。

爆震发动机可以从亚音速就开始工作,甚至在零速时也能工作,只是效率较低。换句话说,爆震发动机可以实现零速到M4-5的准高超音速,而且热效率比涡轮发动机高50%。这不难想象。涡轮发动机实际上是“漏气”的,燃气一边燃烧,一边膨胀。爆震发动机不“漏气”,充分燃烧后,才膨胀做功。这效率差别就好比开盖煮饭和高压锅煮饭一样。但速度高了以后,进气温度很高,可能还没到时候就发生爆震了,容易出现发动机“憋火”,所以爆震发动机一般也就到M3左右,速度不容易进一步提高了。

不过这样在高温高压下高频率工作的进排气阀太难伺候,于是产生了旋转爆震发动机。爆炸的火焰传播速度高于音速,但空气的压缩波的传递速度为音速。这样,激波好比无形的燃烧室壁面,后道激波和前道激波把爆炸(其实就是超音速燃烧)“关”在里面充分燃烧,燃烧和膨胀则推着前道激波往前走,好像油沿着螺杆的螺纹往下流一样。如果断续点火,螺纹是一道一道的,推力还是高频率断续的;如果是连续点火,螺纹是无限致密的,推力就真是连续的了。激波离开套管末端的时候,进入喷管产生推力。很诡异的思路,但真是管用。

美国高超试验成功了一次,然而中国高超黑魔法也来了

RDE是个很诡异的设计,三言两语说不清楚,苦思冥想也不容易想明白,但这玩意儿真是管用的。旋转爆震现象最早是俄罗斯火箭科学家B.V. Voitsekhovskii在1959年研究液体火箭发动机的时候发现的

问题是这一般只有用套管中填充氢气才容易实现。多年来,实验室实现的RDE不少,都是氢燃料的,顶多发展到液氢,但液氢需要制冷,麻烦得很。成本低得多的常温碳氢燃料对用户要友好得多,但要在汽化中形成爆震,很难控制,弄不好就熄火了。

绵阳的厉害就在于用乙烯和煤油蒸汽实现了RDE,还在地面测试台上实现了M5的速度,两个方面都是突破。绵阳先用乙烯,再用航空上更常见的煤油。煤油更难实现RDE,但最后也达到稳定推力了。绵阳还发现,需要在进气口和燃烧室之间加设挡板,避免回火。RDE的斜激波应该是单向螺旋形前进的,但是实际上会出现往回跑的现象,这会造成“窒息”。另外,进气量也需要大大超过理论上的空燃比,才能形成稳定燃烧。这些偏离理论模型的东西都只有在实验中才能发现。另一方面,至少在理论上,中国已经具备可达M5的实用高超音速巡航导弹的关键技术。