2025/06/01

從上海到洛杉磯半小時?斜爆震發動機的夢與真

我在「ETtoday新聞雲 > 軍武」看到一篇有趣的報導「上海飛洛杉磯只需半小時? 陸研製16馬赫斜爆震發動機」,不談政治,我們談可行性。

速度,總是人類追逐的夢想。從馬車到蒸汽火車,再到超音速飛機,我們一次次突破極限,彷彿在跟時間賽跑。近日,一則新聞讓人瞠目結舌:中國科學家據說開發出一款「斜爆震發動機」,號稱能讓飛機以16馬赫(時速約2萬公里)飛行,半小時從上海飛到洛杉磯!這聽起來像是科幻電影的劇情,還是真有其事?作為一個愛刨根問底的人,我得說,這消息聽起來很「炫」,但細看之下,總覺得有點「玄」。今天,我們就來拆解這項技術的真面目,用白話聊聊它到底有多厲害,又有多「不靠譜」。

斜爆震發動機是什麼?聽起來很厲害的樣子

先來搞清楚這東西是什麼。斜爆震發動機(Oblique Detonation Engine)是一種高超音速推進技術,簡單說,就是讓燃料在超高速氣流中「爆炸式燃燒」,產生巨大推力。傳統噴氣引擎像汽車引擎,靠穩定燃燒推動飛機;斜爆震發動機則像點燃一串鞭炮,瞬間釋放能量,效率高到嚇人。報導說,中國科學家在北京的JF-12激波風洞裡,用普通航空煤油(RP-3)成功模擬出16馬赫的飛行條件,燃燒速率比傳統超音速衝壓引擎快1000倍!這數字聽起來很誇張,就像說你家Wi-Fi突然從10Mbps飆到10Gbps,瞬間下載一部4K電影。

這種技術的原理其實不難想像。假設你騎腳踏車下坡,風吹得你臉痛,那是空氣阻力;現在把速度放大到16馬赫,空氣就像一堵牆,狠狠撞向飛機。斜爆震發動機的厲害之處,在於它能把這股「撞擊」轉化成推力,讓飛機像衝浪一樣乘著爆炸波前進。聽起來很酷,對吧?但問題來了:現實中要做到這點,難度有多高?

16馬赫是什麼概念?比太空梭還猛?

16馬赫,時速約2萬公里,聽起來很逆天。對比一下,美國F-22戰鬥機最快才2.25馬赫,NASA的X-43A技術驗證機勉強到9.6馬赫。如果真有16馬赫的飛機,上海到洛杉磯(約1萬公里)確實只要半小時,環繞地球一圈(約4萬公里)也才2小時!這速度已經接近太空梭重返大氣層的初速(約11.11 km/s,時速4萬公里)。但別急,太空梭那是在120公里以上的超高空,空氣稀薄,阻力小;這款斜爆震發動機據說在40公里高空運行,那裡空氣密度高得多,挑戰完全不同。

舉個例子,想像你在游泳池裡慢泳,水的阻力不大;但如果你突然用奧運選手的速度衝刺,水會變成「牆」,狠狠推你。這就是40公里高空的問題:空氣密度約為海平面的0.1%,看似稀薄,但對16馬赫的飛行器來說,還是會產生巨大阻力。這種阻力不只讓飛機抖得像坐雲霄飛車,還會帶來高溫——非常高的高溫。

通俗一點講,這個2萬公里時速在40公里的高空,光是空氣密度的物理障礙,就像撞牆一樣。

高溫的麻煩:飛機會不會燒成炭?

說到高溫,這是高超音速飛行的頭號敵人。太空梭重返大氣層時,速度11.11 km/s,表面溫度可達1500-3000°C,這還是在120公里以上空氣超稀薄的地方。如果在40公里高空以16馬赫(5.56 km/s)飛行,根據空氣動力學,表面溫度估計也在1200-1500°C之間。為什麼這麼熱?因為飛機高速撞擊空氣分子,產生劇烈的壓縮和摩擦,能量轉化成熱量,就像流星墜落時燒得通紅。

太空梭靠陶瓷隔熱瓦和強化碳碳材料勉強撐住這種高溫,但斜爆震發動機的飛機呢?報導沒提具體的熱防護技術,但現有材料很難長期承受這種高溫。想像你用鐵鍋炒菜,火開到最大,鍋子遲早燒紅甚至變形。高超音速飛機也是一樣,引擎和機身得用超耐熱材料,還要能連續運作半小時以上,這對材料科學是個大考驗。更別提,引擎內部燃燒室溫度可能更高,普通煤油能不能穩定燃燒、散熱怎麼解決,都是問號。

燃料與續航:能飛多久是個問題

報導說這款引擎用普通航空煤油,這點確實厲害,因為煤油便宜又好買,不像某些高超音速引擎得用液氫。但速度快到16馬赫,燃料消耗也會很誇張。舉個比喻:你開一台超跑,油門踩到底,油箱可能半小時就見底;16馬赫的飛機,燃料需求恐怕是超跑的千百倍。報導沒提續航能力,但以現有技術,飛機要帶夠半小時的燃料,機身得大到像貨櫃車,重量和結構設計又會拖累速度,陷入惡性循環。

再來,斜爆震發動機的燃燒效率雖高,但穩定性是個問題。報導說它比傳統引擎快1000倍,但這是在實驗室裡的理想條件。現實中,引擎得在劇烈震動、高溫高壓下穩定運行,還要應對不同高度的空氣密度變化。NASA早在1978年就研究過斜爆震引擎,結論是理論上可行,但實際應用困難重重。中國這次實驗雖有突破,離實用化還有一大段路。

軍事應用:聽起來很猛,實際呢?

報導提到,這技術如果用在軍事上,能打造超長射程的導彈、無人機或轟炸機,成本低、威力大。確實,16馬赫的導彈幾乎不可能被攔截,現有防空系統連5馬赫的目標都難追上。但問題在於,軍用飛行器的要求更高:除了速度,還得精準、可靠,還要能搭載武器。想像你開一台F1賽車,速度快得沒人追得上,但如果方向盤抖到你抓不住,車子再快也沒用。斜爆震引擎的穩定性、控制性,還有怎麼塞進小型導彈裡,都是未知數。

更別提,報導有點誇大其詞。半小時飛越大平洋聽起來很酷,但實際上,連NASA的X-43A(9.6馬赫)都只能飛幾分鐘,16馬赫的飛機要連續飛半小時,技術難度高到像「從地球到月球再回來」。中國訂下的2030年目標很激進,但從實驗室到實用化,還有無數工程問題要解決。

夢想很美,現實很骨感

斜爆震發動機的突破確實令人振奮,它展現了人類對速度的無限追求。從上海到洛杉磯半小時的夢想,聽起來像科幻小說,但背後的科學原理是真實的。只是,現階段這技術更像個「實驗室明星」,離真正飛上天還差得遠。高溫、燃料、穩定性,每個問題都像一座大山。報導的熱血口號或許能激勵人心,但實際挑戰遠比新聞標題複雜。作為一個愛挑刺的讀者,我覺得這技術值得期待,但別急著買機票去洛杉磯,現實總比夢想來得慢一些。

中國很多消息我覺很微妙,表面上是黑科技,實際上是高級黑。

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