新闻标题：受美国论文启发 中国航空技术“突破美国科研瓶颈”
中国研发出十几倍音速的高超音速喷气发动机，研发人员说其意义不亚于人类首次驾飞机升空。报道说研究受到美国论文的启发。
中国的研究人员说他们制造出飞行速度高达16马赫的飞机发动机。这种被称为“站立式斜爆轰冲压发动机”（sodramjet）的发动机能给商业飞行带来革命性变化。如果属实，安装这种高超音速发动机的飞机能够在起飞后两小时内到达世界任何地方。
中国科学院力学研究所姜宗林率领的研究人员11月底在《中国航空学报》发表文章介绍了他们研发的“站立式斜爆轰冲压发动机”。这种革命性的发动机利用了高超声速燃烧过程中的“爆轰效应”实现高超音速推进，能够达到音速的16倍，每秒能够飞行5.44公里。
研究人员期望凭借这种发动机，实现“重复使用而且能超越大气层飞行的飞机从机场跑道水平起飞，然后加速进入地球轨道，再返回大气层，最后在机场降落。”
发动机“爆轰原理”
在同样的高超音速飞行状态下，一般冲压发动机的强度、燃料效率和稳定性都达不到“站立式斜爆轰冲压发动机”的水平。
中科院力学所的姜宗林和他的团队认为超燃冲压发动机存在设计缺陷。他们发现超燃冲压发动机达到7马赫或更高速的时候就几乎不能产生更多推力，而且燃料消耗过高，超出商业运营能忍受的成本限度。
《南华早报》报道说，姜宗林团队决定另辟蹊径，开始在美国宇航局1980年发表的一个理论的基础上进行研究。
按照论文描述，他们研发的“站立式斜爆轰冲压发动机”设计简单，没有可移动部件，由进气口，氢燃料喷射器和燃烧室等3部分组成。新设计避免了超燃冲压发动机超高速飞行时产生的爆波导致发动机燃烧熄灭的问题，而是让爆波进入燃烧室点爆燃料，保持燃烧不间断。
报道说，中国科学院的研究团队在北京完成了风洞试验。新型发动机在风洞中模拟9倍音速的飞行速度，使发动机的推力，燃油效率和稳定性都得到了验证。
喷气发动机家族
美国《大众力学》杂志网站刊登的介绍文章说，“站立式斜爆轰冲压发动机”是冲压喷气发动机的一种，这种新型发动机的理论概念形成已经有十多年的历史。
文章作者卡罗琳•德尔波特（Caroline Delbert）把冲压发动机和现在普遍使用的涡轮喷气发动机比作表兄弟的关系。当今的许多商业飞机都使用涡轮风扇喷气发动机，小型喷气飞机使用涡轮螺旋桨发动机，这两种发动机都是涡轮喷气发动机的不同类型。
目前喷气发动机、涡扇和涡桨发动机普遍用于大气层中亚音速的各种商业飞行。而冲压发动机经过发展演变成为超燃冲压发动机，能够达到15倍音速的高速。但高速产生的音爆和燃烧对发动机强度形成考验，超燃冲压发动机很难实现其设计潜力。
中国的研究人员认为这种“站立式斜爆轰冲压发动机”首次为高超音速飞行带来真正的希望，更进一步向实现全球旅行和太空旅行迈进。
《南华早报》的报道说，姜宗林团队认为他们的“站立式斜爆轰冲压发动机”具有里程碑意义，堪比1903年莱特兄弟首次驾飞机飞行和1969年协和式超音速客机首次载人飞行。
商业应用仍然遥远?
《南华早报》报道引述一位在上海的高超音速气动研究人员的评论说，中国新型的“站立式斜爆轰冲压发动机”测试可能很早就已经完成。因为超高音速具有潜在军事用途，所以该项目处于高度保密当中。《中国航空学报》的相关文章经过“仔细审查”以防发生泄密。
但也有专家认为载人高超音速飞行即使能够成为现实，也不会很快实现。许多英文报道都引用了以色列导弹防卫机构的负责人，高超音速导弹专家鲁宾博士（Uzi Rubin）的评论。他认为中国的新型高超音速发动机设计仍然属于“试验性”，其优势尚待确定。他认为即使这种设计很有前途，也要经过一代人的努力才能进入商业应用。
美国已经研发出高超音速性能优于普通喷气发动机的高超音速无人机。美国在超燃冲压发动机研发领域一直处于世界领先地位，但报道说美国的有关研发也遇到了推力不足，燃烧不稳定等技术瓶颈。
从2010-2013年美国多次试验波音公司制造的“X-51乘波者”（X-51 WaveRider）高超音速无人机。按照美国《航空周刊与空间技术》杂志报道，“X-51乘波者”在2013年的试验中以5.1马赫的速度飞行直至燃油耗尽，持续飞行时间达210秒。
https://www.wenxuecity.com/news/2020/12/05/10123479.html?
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评论摘要
2020-12-05 16:27:17 by 超流隧道
1）此文中的一个术语“斜爆轰”是个无厘头，可能是用谷歌翻译出来的。Oblique shock应该翻译成斜激波，而不是斜爆轰。涡扇发动机尾焰喷出的美丽的链式马赫环，就是斜激波多次反射而形成的。在超燃冲压发动机中，借助隔离段的作用，亚音速的进口气流形成类似马赫环的斜激波链，以超音速进入燃烧室，使超燃冲压发动机由亚燃模态平稳过渡到超燃模态，拓宽冲压发动机的工作范围。
2）根据支链式燃烧反应自由基的分布区域边界，燃烧反应分为两种极端模式：扩散燃烧比如蜡烛火焰，混合燃烧比如柴油机爆炸冲程，前者低效，需要值班火焰，后者高效，不需要值班火焰。汽油机的燃烧是介于扩散燃烧和混合燃烧之间的混合模式，它是利用电子点火来代替值班火焰。超燃冲压发动机的瓶颈在于保持燃烧稳定性，难在不会像风中的蜡烛那样极易被吹灭。采用窝腔结构来保护值班火焰是超燃冲压发动机的最长久的技术路线，事实证明，值班火焰是一条死路。走一条由空气直接带进来某种自由基，配合使用理想混合燃烧模式的技术路线才是成功之道。煤油液氧火箭发动机中的多次熄火再点火动作也需要这种新型的技术路线，其可靠性远远超过电子装置再点火技术。
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tatama 发表评论于 2020-12-05 16:00:06
低马赫区可以用jet engine分担。 如果sodramjet结构这么简单，似乎可以轻松实现多引擎，甚至分别按不同的马赫数优化结构。不过如果不能用航空柴油，那要带不同燃料，但是安全储氢技术现在不过关。
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京V-02009 发表评论于 2020-12-05 14:21:13
别扯淡了！固定结构同时跨宽马赫飞行是矛盾的，别想通过ramjet实现！
fonsony 发表评论于 2020-12-05 15:57:25
相信中國的發動機最大的問題是滾珠軸承
tatama 发表评论于 2020-12-05 15:57:08
这个赞同，国家掌控的模式也许适合科技和经济上跟跑，这个实践证明了的。但是如果要创新领跑，不仅原始动力不足，风险管理也是大问题。
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问题哥 发表评论于 2020-12-05 13:31:15
。。中国航天做得不错,其实也在于60年的积累. 但由国家完全掌控的模式也是创新的障碍.
wever 发表评论于 2020-12-05 15:41:39
长剑倚天
发表评论于 2020-12-05 11:40:45
......
简单说吧:火箭的热动力是一次点火完成，不能循环，符合热动力学第一定律，但不符合热动力学第二定律。
而发动机的设计原理，既满足热动力第一定律，又满足第二定律!是可循环可控(质量率或体积率可控)的可逆过程。
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哈哈哈哈，这是今天最搞笑的帖子了。你给我找个不符合热二率的东西来看看！ 哈哈哈笑喷了。
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 14:45:05
楼下2000指正的对，我把中文名记混了。
H是焓，熵是S.
问题哥 发表评论于 2020-12-05 14:39:46
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 14:20:36
这种基本知识，岂能难倒我这样的专业人士?
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“第二定律，引入熵的概念，即H，通常称为克劳修斯-开尔文定律，表述为热总是从高到低流动，而热要有效率，也就是能做功，就必须损失一部分热。”，“火箭的热动力是一次点火完成，不能循环，符合热动力学第一定律，但不符合热动力学第二定律。” 哈哈哈，蒙谁呢你？ 要不然有妄想型精神分裂症？
京V-02009 发表评论于 2020-12-05 14:36:11
熵的公式:H=U+PV,u是内能。这个公式看起来是焓。
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 14:26:04
再给你解释一下熵是什么吧。
熵的公式:H=U+PV,u是内能。
京V-02009 发表评论于 2020-12-05 14:21:13
别扯淡了！固定结构同时跨宽马赫飞行是矛盾的，别想通过ramjet实现！
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 14:20:36
这种基本知识，岂能难倒我这样的专业人士?
热力学第一定律，就是能量守恒定律，
第二定律，引入熵的概念，即H，通常称为克劳修斯-开尔文定律，表述为热总是从高到低流动，而热要有效率，也就是能做功，就必须损失一部分热。
问题哥 发表评论于 2020-12-05 14:10:20
@长剑倚天
好，那就说说那“第一定律”、“第二定律”是什么东东
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 13:57:10
问题哥:
空气动力学是流体力学的一部分，属于工程力学的基础。
而热动力学是流体力学的细分门类，专门研究热机，热泵，制冷机等的热效能。
不知谁在露怯?
不懂，没学过就勇敢承认，反而令人欣赏!
问题哥 发表评论于 2020-12-05 13:31:15
tatama 发表评论于 2020-12-05 11:27:35
原创概念很酷，但往往是空想阶段就被抛出来了。不能把“创新”只理解为出新概念，因为概念也很cheap。真正的创新往往是解决制约某个概念的关键工程问题或设计的trade-offs。 实现才是王道。
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这个观点正确，其实不光在工程上，很多方面, 包括生物技术上也是一样的。就以mRNA疫苗为例，概念30年前就提出来了，通过一小段mRNA让机体产生抗原，进而产生抗体，很多人都想到了，而且都在做，都失败了，但UPenn的Kariko和Weissman百折不挠，在2005年终于有了第一个技术突破。如今又过了15年，才有了第一个产品。。。我是做技术的，深感潜心积累的重要性。那种赶时髦、短平快、“打造"的路子,也许能成一两个,但宏观上、总体上不行. 中国航天做得不错,其实也在于60年的积累. 但由国家完全掌控的模式也是创新的障碍.
phantomoftheopera 发表评论于 2020-12-05 13:19:50
长剑根本无法安心工作，她心在中国，无以为安。
不解的是即使来日无多她也不回中国，相信若她死在美国会无法入土为安。不知道她这样做是否因为更有戏剧性效果，即离得越远爱得越炽烈。
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问题哥 发表评论于 2020-12-05 12:35:55
长剑，你这评论员还有脸跟我谈什么文科生理科生？
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你还说在老人院里面好好当护工，现在疫情又严重了，你要安心工作。
问题哥 发表评论于 2020-12-05 12:35:55
长剑，你这评论员还有脸跟我谈什么文科生理科生？
跟大家说说，什么叫“热动力学” -- 你究竟想说热力学，还是空气动力学？一张口你就露怯。
看你写了“第一定律”、“第二定律”，看来是想说热力学了。可是表述完全是胡扯。热力学原理与发动机设计，与是否可以重复点火有个P关系。火箭发动机重复点火的情况多了去了，否则卫星和飞船的反复变轨如何实现？
你还说在老人院里面好好当护工，现在疫情又严重了，你要安心工作。
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 11:40:45
没注意到问题哥的火箭论。
问题哥是文科生吧，肯定没学过热动力学。
火箭与发动机的根本区别就在于一个不可逆，一个可逆循环。
简单说吧:火箭的热动力是一次点火完成，不能循环，符合热动力学第一定律，但不符合热动力学第二定律。
而发动机的设计原理，既满足热动力第一定律，又满足第二定律!是可循环可控(质量率或体积率可控)的可逆过程。
tatama 发表评论于 2020-12-05 11:20:23
通过概念升级，设计全改变，有可能突破某些需要时间积累的材料或技术瓶颈。这就是“弯道超车”的本意吧。芯片行业也是如此，所以中国一直注重上层实行的紧跟，以及石墨烯器件这种新平台研发的投入，虽然是有些机会主义，也不是完全无厘头。
tatama 发表评论于 2020-12-05 11:14:11
问题哥的估算是假设没有空气阻力的理想条件。工程实践中，如何在超高速，超大阻力，机翼升力缺乏，和氧化剂稀薄的相互制约下超越100公里高度是工程设计的关键。文章说是氢燃料而不是航空煤油，不知氧化剂是否也自带。
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问题哥 发表评论于 2020-12-05 08:46:56
呵呵，这就是一个火箭嘛。我算了一下，在理想条件下，如果很快加速到所说的5.44km/sec，那么即使把发动机关掉，凭惯性就可以飞3000公里。
相信事实 发表评论于 2020-12-05 10:57:28
论文都是基础理论文章，与现实的距离不是一点两点。能够从理论上升到实验就已经是一个飞跃，从实验到试验更是一大进步，中国能够走出这几步证明了中国的实力，不服不行。
中国加油！
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 10:39:30
对于美国高科技水平依然总体高于中国这个概念，我想重新定义一下:
美国是实验室的科技水平总体高于中国，而中国具有变现落地的优势。
实验成果若无法商业化，就是零，就无法持续发展!
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 10:32:07
举个例子:风洞实验。
中国有世界最大最先进的风洞实验室，美国没有!
这是从理论到实际的基础一步，没有这一步，你就无法验证理论落地的可行性和调整进步。
roliepolieolie 发表评论于 2020-12-05 10:29:35
前一段时间担心川普叫停C919发动机供应立马翻白眼。现在听说他要下台，又开始吹牛逼了。
长剑倚天 发表评论于 2020-12-05 10:27:49
这个要大赞!!!
至于借鉴美国论文，不管真假，这都不是问题。
理论和实现之间的差距有多大，小到玩具模型，大到复杂设备，都及其不易!
中国能研制成功，为何美国不能?!
这让我想到第四次工业革命到底会在中国还是美国发生的话题。
我坚信，在中国!
原因就在于中国门类齐全的工业化，和单一变现的大市场，加上中国科技水平不断累加的快速提高!
诚然，美国高科技有全面的累积优势，但产业空心化，市场萎缩和垄断，导致美国高科技成果必须投入中国才能实现变现!
行者陌言 发表评论于 2020-12-05 09:45:50
timblandnn 发表评论于 2020-12-05 09:32:35
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我和你一样希望大陆健康发展. 但我在科学院系统工作过多年， 了解那里的情况， 这是现实， 也是历史文化传统等多方面的反映. 现在最方便的条件就是网络上可以得到太多东西， 外国的新思想可以立刻被搜索到， 不像过去天天到资料室去看人家几年前或几十年前在做什么， 怎么做的.
XM25 发表评论于 2020-12-05 09:39:08
美国连国防部的招标项目都可以在网上查到。
问题哥 发表评论于 2020-12-05 08:46:56
呵呵，这就是一个火箭嘛。我算了一下，在理想条件下，如果很快加速到所说的5.44km/sec，那么即使把发动机关掉，凭惯性就可以飞3000公里。
加油，到23倍音速就是人造卫星了
jzc 发表评论于 2020-12-05 08:35:00
中国不能自己制造喷气发动机是因为工艺和材料不过关。C-919国产客机用GE发动机。
