超音速飛行新突破！“筋斗云”開啟航空新時代？

作者：李傳福 史湘綺

2024年12月17日，四川凌空天行科技有限公司研發(fā)的“筋斗云”（代號“JINDOU400”）高速沖壓發(fā)動機成功完成了試飛。這款發(fā)動機以其卓越的性能，推力超過400公斤，在20公里以上的高空實現(xiàn)了4倍音速飛行。這一成就不僅標志著我國在臨近空間高速飛行領域取得了重大突破，更預示著航空新時代的到來。

圖為“筋斗云”高速沖壓發(fā)動機

“筋斗云”高速沖壓發(fā)動機采用了爆震燃燒技術，這是一種顛覆傳統(tǒng)的燃燒方式。爆震燃燒技術通過在燃燒室內引發(fā)一系列快速、連續(xù)的爆震波，將燃料和氧化劑的化學能高效轉化為熱能和動能。與傳統(tǒng)的燃燒方式相比，爆震燃燒具有更高的燃燒效率和比沖，能夠為發(fā)動機提供更強勁的推力。此外，該發(fā)動機還引入了模塊化設計，使得結構更加緊湊、功能獨立、維護便捷。這種設計理念不僅提高了發(fā)動機的可靠性和可維護性，還為后續(xù)的升級和改進提供了便利。

在試飛過程中，凌空天行科技獲取了寶貴的發(fā)動機性能數(shù)據，并對供油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等關鍵技術進行了全面的集成考核。這些測試的成功，充分驗證了“筋斗云”高速沖壓發(fā)動機工作的穩(wěn)定性和可靠性。此次試飛不僅標志著該系列發(fā)動機從原理樣機階段邁入了產品化階段，還為后續(xù)“云行”系列超音速飛機的研制奠定了堅實基礎。

“云行”系列超音速飛機是凌空天行科技在“筋斗云”高速沖壓發(fā)動機基礎上研發(fā)的超音速飛行器。該系列飛機在2024年10月27日成功完成了驗證機試飛，飛行速度超過馬赫4，升阻比在3.5以上。整機覆蓋黃色輕質復合材料，不僅減輕了飛機的重量，還提高了其在高速飛行時的氣動性能。此次試飛驗證了超音速飛機的氣動性能、防熱技術和控制技術，對其飛行控制、航電設備和結構強度進行了全面考核。這些測試結果為后續(xù)超音速客機的研發(fā)提供了有力支持。

圖為云行全尺寸超音速客機

從全球范圍來看，超音速飛機的發(fā)展主要有兩條技術路線。第一條是航空路線，即沿著飛機的發(fā)展思路，通過提高速度、突破聲障，實現(xiàn)超音速飛行。例如協(xié)和超音速飛機，它繼承了大量成熟航空技術，但隨著速度的提升，其動力技術面臨越來越大的挑戰(zhàn)。第二條是航天路線，即沿著高超音速飛行器的發(fā)展思路，降低其速度，實現(xiàn)超音速飛行。這條路線的優(yōu)點是可以做到很高速度，但其專業(yè)不如航空技術那么成熟，需要在工程設計上實現(xiàn)從一次性到可重復使用的轉變。

“筋斗云”高速沖壓發(fā)動機的試飛成功，為我國在臨近空間高速飛行領域的發(fā)展提供了新的思路。它不僅在技術上實現(xiàn)了重大突破，還在商業(yè)應用方面展現(xiàn)出巨大的潛力。未來，該發(fā)動機有望應用于民用航空，實現(xiàn)超音速客機的量產，從而大幅縮短國際航班的飛行時間。例如，從北京到紐約的飛行時間有望從目前的十幾個小時縮短到1小時以內，這將極大地改變人們的出行方式，為航空運輸業(yè)帶來革命性的變革。

“筋斗云”高速沖壓發(fā)動機的成功試飛，是我國航空領域的一項重大科技成果。它不僅打破了國外在高速飛行技術上的壟斷，還為我國航空產業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。未來，隨著該技術的不斷成熟和應用，必將開啟航空新時代，推動我國從航空大國向航空強國邁進。