颠覆性燃料应用意想不到印媒中国高超音速领域重大突破( 二 ) _颠覆性燃料应用意想不到印媒

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团队在测试环境中获得了稳定的爆轰波，测得的爆轰波速度为1.799千米/秒，这个是典型的粉尘爆炸的爆轰波传播速度范围（TNT炸药爆轰波速度可达7千米/秒左右），在这里必须要说明下为何要研究爆震发动机，毕竟涡轮喷气和涡轮风扇这种喷气式发动机已经非常成熟了。

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等压燃烧与等容燃烧
在介绍爆震发动机时必定会提及一个等压燃烧与等容燃烧的概念，一句话解释就是等压燃烧还是火焰燃烧，而等容燃烧就是爆炸，两者的区别是等压燃烧的燃料颗粒间燃烧传播速度不一样，等压燃烧船舶是亚音速，而等容燃烧速度是超音速，比如上文的爆轰波速度可达1.8千米/秒。
【颠覆性燃料应用意想不到印媒中国高超音速领域重大突破】

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爆轰波
这个速度与发动机排气速度有很大的关系，对于喷气式发动机，尽管燃烧传播速度没过音速，但仍然可以通过尾喷管的形状，在收敛阶段超过音速，比如喷气式发动机的马赫环，它是这样形成的：

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超音速飞行的飞机发动机喷嘴都是收敛-扩张型，喷出的气体在收敛段由亚音速加速至音速。从最窄处到喷嘴为扩张段，这一段气流会被加速至超音速，火箭发动机的喷气速度为数倍音速，这些高温气体高速喷出时，由于喷管形状产生的激波形成波峰波谷，造成一明一暗间隔的现象。

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要想让排气速度超过音速，要么改变喷管形状，要么不断增加喷管前燃烧室内的压力，也就是喷入更多的燃料，以维持压力，这就是等压燃烧。而以超音速燃烧的爆轰燃烧则不一样，它的爆轰波速度基本是固定的，也就是处在爆轰状态，这就是等容燃烧（相当于固定大小空间的爆炸），这种方式天生的排气速度就达到了音速的5~6倍左右。

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排气速度与飞行速度无关，但与燃料消耗率有关
发动机的排气速度和飞行器的最终速度并没有直接关系，比如火箭的排气速度可达1.7千米/秒，但它加速的飞船可以超过第二宇宙速度甚至第三宇宙速度飞出太阳系，只是火箭有个毛病，它需要大量燃料不断燃烧排气获得累积加速。

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提高飞行器速度的解决办法，除了大量燃料外，还可以提高发动机的排气速度，比如离子电推的排气速度可达10千米/秒，这种提高排气速度来增加燃料利用率的方式也可以理解为提高了发动机的比冲。

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这个比冲的意思就是火箭发动机单位重量的推进剂产生的冲量，当然排气速度越高，这个数字就越大，一般液体火箭的450秒只有氢氧发动机才能达到，如果是煤油机，350秒左右就已经相当不错了，普通的肼类燃料连300秒都不到。

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爆震发动机的比冲大约是涡轮风扇发动机的1.5~2倍，这种发动机一旦投入使用，那么它的燃料利用率将会达到极致，装载同等燃料的飞行器航程将会是目前的2倍，成本会大幅度降低，当然全球各国看中的还是它在高超音速领域的应用。