中国摘下皇冠上的明珠，为空天战机扫平障碍，美国说我先提出理念

在科技发展的长河中，总有一些看似偶然的发现，却能引发一场翻天覆地的变革。1957年的一天，美国密歇根大学就发生了这样一个看似平常却又意义非凡的事件。

那天，尼科尔斯教授像往常一样驾驶车辆出行。车子突然猛然前冲，紧接着一阵乱抖，随后发出金属敲击声。尼科尔斯教授心中一惊，以为车子出了大毛病，赶紧将车开到了修理厂。

在修理厂里，技术人员对车辆进行了检查。他们告诉尼科尔斯教授，没什么大问题，应该是发动机敲缸了，这是一种比较常见的现象。至于具体的原理，技术人员也表示自己并不清楚。尼科尔斯教授听后，心中却泛起了好奇的涟漪。回想起车子出问题时那一瞬间的突然加速，他决定回去查阅资料探寻答案。

然而，查阅一番后，尼科尔斯教授并没有找到满意的答案。但他没有放弃，而是凭借着自己的钻研精神，开始了自行研究。经过不懈的努力，他终于揭开了发动机缸体内燃烧方式的神秘面纱。

原来，发动机缸体内的燃烧方式主要有两种。一种是火花塞点火后依次燃烧，火焰的传播速度约为60 - 70米/秒；另一种则是混合气体自燃而形成的多点同时爆烧，火焰的传播速度可达100 - 1000米/秒，这种燃烧方式伴随着高温高压，类似于气缸内发生一次次小型爆炸，也就是后来所说的爆燃。

尼科尔斯教授深知这一发现的重要性，他据此首次提出了脉冲爆震推进的概念，并精心设计了第一台脉冲爆震发动机原理样机。这一概念的问世，就像一颗投入平静湖面的石子，立刻在科学界激起了千层浪，吸引了全世界科学家的目光。

苏联、美国和法国等国家纷纷行动起来，组织了大量的人力物力，在爆震发动机研究领域展开了激烈的角逐。这是因为当时人类常规的发动机技术发展已经陷入了瓶颈，急需一种新的理念来打破僵局，突破现有的制约。

人类机械化飞行的核心一直以来都是通过压缩空气产生推进力。在一战和二战时期，为了获得更大的推力，飞机上使用的螺旋桨尺寸越来越大。但螺旋桨的尺寸与推力之间存在一个临界值，一旦超过这个临界值，螺旋桨越大反而推力越小。因为尺寸与重量密切相关，当螺旋桨达到一定自重时，推力都被自身重量消耗了。

于是，喷气发动机应运而生。它通过运动部件压缩空气，并注入燃料，在密闭空间内点燃，产生强大的燃烧和膨胀效果，然后将燃料和压力引导至涡轮机和喷嘴处喷出，产生推进力。在很长一段时间里，人类对喷气发动机的改进主要集中在两个方面：一是提高燃烧室的压缩比，以获得更高压力；二是利用改变发动机的运动部件，使其在不同飞行条件下可分别工作于涡喷和涡扇两种模式，其中涡扇模式类似于螺旋桨原理，主要功能是节油。

然而，第一条改进之路很快走到了瓶颈，第二条路也只是治标不治本，喷气发动机的发展逐渐陷入停滞。就像曾经的螺旋桨技术一样，人们意识到喷气发动机的技术在某种程度上已经到达了极限。如果想继续提升飞行速度，就必须另辟蹊径。

从热力学角度来看，尼科尔斯教授提出的爆震比常见的传统燃烧更有效。理论上，爆震可以实现更高的飞行速度。但爆震的反应条件极为苛刻，工况恶劣程度远超想象。

一方面，爆震燃烧的复杂性让人头疼。爆震过程对化学计量、粒子液滴尺寸、混合度等非常敏感，整个系统必须具备快速反应、高质量流率和高度可控性，相关接口、喷射、爆震室的设计难度极大；另一方面，特种材料的制约也是一大难题。爆震如同在发动机的气缸里不断演绎小型汽油桶爆炸的场景，这就要求气缸材料在高温下具有优异的抗断裂韧性和耐热冲击性。

在20世纪70 - 80年代，科技进展有限，爆震发动机的发展一直处于停滞状态。2000年后，随着科技的进步，全球掀起了第二轮爆震发动机的研发浪潮。但很快，又陷入了一片死寂。高温合金材料成为了制约爆震发动机发展的关键要素。

当时最先进的常规航空发动机工作温度在1700摄氏度以上，压力高达50多个大气压，相当于3倍蓄满水量的三峡大坝底部压力，然后进行每分钟几万转的高速旋转，叶尖承受的离心力高达40吨的拉力，这几乎是镍基合金的极限。美国在高温材料上走的是镍基合金的路线，他们将镍基合金单晶体的耐高温能力从1000度提高到了1700度，满足了第五代战机F - 22和F - 35发动机的需求。但在进行爆震发动机测试时，用镍基合金制作的爆震发动机持续时间仅能以秒来计，因为燃烧室的温度高达3000摄氏度左右，核心部件都融化了，根本无法继续。

美国无奈对外宣布，目前的科技和材料尚无法满足爆震发动机的需求，暂停了研发。法国和英国见状，也纷纷停止了相关研究。

而中国虽然在高温合金上起步较晚，直到80年代才开始研发，但我们有着独特的先天优势——稀土。中国一开始就采取了“跟随”战术，研发镍基合金，并取得了突破，获得了美国发动机巨头普惠和通用认证，能向这两个巨头提供加工发动机转子的镍基合金材料。

2023年后，中国在爆震发动机研发道路上迎来了重大突破。这与天宫空间站的建成密切相关。在空间站的微重力条件下，科学家能精准调控温度场和成分配比，辅以激光照射悬浮在真空中的合金颗粒，观察微观世界，洞察整个反应过程，快速定位最佳参数和配比。

2024年12月26日，中国发生了一系列震惊世界的大事。第六代战机歼 - 36首飞，让美国军方大受刺激。美国喊出了“人有多大胆，地有多大产”的口号，要跳过六代机直接研发七代机，并提出了令人瞠目的设想：第七代新型战机飞行速度需达到25 - 30马赫，具备至少72小时的自持能力，并能实现无缝的全球通讯支持。

要实现这些性能，关键在于突破第一宇宙速度进入太空，这就需要爆震发动机来实现。面对美国的动作，中国更是“杀人诛心”。先是公布了航天六院北京11所研发的氢氧旋转爆震火箭发动机成功通过热试验，接着又公布重庆科学城成功进行了煤油燃料连续旋转爆震发动机的实验，且都是长时间的热试验。

随后，中国解密了在空间站制备成功的多种新型锑、铌合金，其中一种铌合金耐温能力高达2400℃，远超目前主流的镍基合金，后期用特种工艺生成单晶体，耐温能力可达3000度；还利用钇和镝研制出了一种超级高温防氧化涂料，起步就能耐3000度的高温。根据空间站测出的参数，我国在地面上的科学家利用这些参数成功制造出了工业级的铌合金和超级高温材料，并实现大规模军用。

可以肯定的是，中国已经研制出了比铌合金更强的新型合金。爆震发动机主要分为脉冲爆震发动机（PDE）、旋转爆震发动机（RDE）以及斜爆震发动机（ODE），核心在于独特的爆震燃烧方式，一秒钟要进行至少上百次的爆炸循环。在爆震燃烧过程中，燃料混合物在极短时间内经受激波压缩，随后形成爆震波进行快速燃烧，产生高温高压气体和冲击波，以五倍音速的速度在气缸内传播，推动发动机做功或排出产生推力。

爆震发动机的速度和功效远高于传统发动机，但存在噪音和振动剧烈、只适合高速飞行等缺点。针对这些问题，我国也在积极探索解决方案。比如将爆震发动机与传统涡扇发动机二次结合，或者研制涡扇组合式爆震发动机；还将旋转爆震和传统冲压发动机结合在一起，研制出了“筋斗云”原型机，其推力和速度是美国的4 - 5倍。

如今，歼 - 36横空出世，其背上的发动机目前仍是一个例外，没有人敢说它是一台爆震发动机，但也没有人敢否认它是爆震发动机。中国在爆震发动机领域取得了颠覆性的技术突破，标志着我国在全球爆震发动机领域占据了领先地位。未来，中国在这一领域还将继续砥砺前行，书写更多的传奇。