2020年9月9日，美國《航空周刊》網(wǎng)站報道稱，目前，美空軍“經(jīng)濟(jì)可承受任務(wù)先進(jìn)渦輪技術(shù)”（ATTAM）倡議的所屬項目代表了美國防部推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)先事項的風(fēng)向標(biāo)。在美空軍研究實驗室（AFRL）公布ATTAM倡議4年后，為響應(yīng)最新出現(xiàn)的威脅和緊急能力需求，在該倡議最重要全新發(fā)動機(jī)構(gòu)型的名單中，首次出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(jī)（RDE）。RDE雖然已經(jīng)研究了數(shù)十年，但目前的技術(shù)成熟度仍較低。

旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（美空軍研究實驗室圖片）

ATTAM倡議主管托馬斯表示，RDE“絕對擁有最高優(yōu)先級”，這種發(fā)動機(jī)可為高速巡航導(dǎo)彈的動力或成為更大型高超聲速飛行器組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)的一部分。另外，AFRL還設(shè)想RDE充當(dāng)加力燃燒室，或者替代傳統(tǒng)渦輪發(fā)動機(jī)中的主燃燒室，這樣可去除壓氣機(jī)，降低重量，還可使發(fā)動機(jī)的總長更短。AFRL對RDE的興趣越來越濃，表明美國對增壓燃燒愈發(fā)感興趣。2000年，美國國家航空航天局對RDE進(jìn)行了研究，希望其成為上面級、月球或行星探測器輕質(zhì)發(fā)動機(jī)的可選方案。AFRL同時也在研究RDE火箭發(fā)動機(jī)，并在2017年進(jìn)行了地面試驗，希望利用增壓燃燒系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的渦輪泵火箭燃燒室。AFRL表示RDE理論上可提高15％的效率或者讓初始燃燒壓力低5倍。AFRL和美空軍科學(xué)研究辦公室2014－2015年聚焦火箭式RDE的噴射器設(shè)計和建模研究，并授予多所大學(xué)研究合同。其中中佛羅里達(dá)大學(xué)在2020年5月宣布，在RDE火箭發(fā)動機(jī)中首次證明了氫氧爆震的安全性和可行性。美國防部國防高級研究計劃局（DARPA）在研究吸氣式RDE技術(shù)，2020年3月，該局授予雷神公司一份價值100萬美元的合同，研究RDE動力的遠(yuǎn)距打擊導(dǎo)彈概念。DARPA更早期的研究表明，增壓燃燒有利于提高沖壓發(fā)動機(jī)的效率，最高可達(dá)馬赫數(shù)3。AFRL同時在ATTAM倡議的第一階段授予了三項RDE的關(guān)鍵研發(fā)合同，總價值5．2億美元，其中授予通用電氣公司和普惠公司各2．5億美元，發(fā)展、驗證和轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)；授予航空噴氣洛克達(dá)因公司2000萬美元合同。盡管透露的合同細(xì)節(jié)不多，但這三家公司預(yù)計都將在2026年9月前完成開發(fā)和試驗。

托馬斯表示：“如果一切進(jìn)展順利且工作重點保持不變，我們將進(jìn)行RDE臺架試驗，而且試驗過程可能和傳統(tǒng)航空發(fā)動機(jī)完全不同�！�

目前美國RDE的研究重點：一是低總壓損失進(jìn)氣道和高效擴(kuò)散器的集成設(shè)計，以降低從RDE噴出的不穩(wěn)定燃?xì)鈱�渦輪級的影響；二是發(fā)展和試驗非機(jī)械的流體進(jìn)氣閥，其可進(jìn)行高頻響應(yīng)以阻止由爆震波引發(fā)的壓力脈沖反傳至壓氣機(jī)；三是可避免緩燃的先進(jìn)高速燃油噴注系統(tǒng)；四是可用于實際燃燒室的液態(tài)燃料RDE；五是熱管理系統(tǒng)設(shè)計，從而合理確定冷卻空氣量以不損失發(fā)動機(jī)性能；六是測量和驗證RDE性能的新方法。目前設(shè)計人員使用質(zhì)量流率和推力評估RDE的性能，但是目前缺少測量發(fā)動機(jī)內(nèi)部狀態(tài)、混合率和噴射器性能的方法，導(dǎo)致目前評估RDE性能的理由大多來源于推測。

本篇動向的提供者袁成先生此前已為《空天防務(wù)觀察》提供14篇專欄文章，如下所列：第1篇，美國國防高級研究計劃局發(fā)展創(chuàng)新的近距空中支援技術(shù)，2016年2月29日；第2篇，刀尖上的新舞者——美國防高級研究計劃局航空航天專項辦公室分析，2016年3月11日；第3篇，美國防高級研究計劃局2015年航空領(lǐng)域科技項目分析，2016年4月27日；第4篇，美國防高級研究計劃局“小精靈”空中群射／回收無人機(jī)項目分析，2016年10月11日；第5篇，美國防部國防高級研究計劃局重要航空項目研究進(jìn)展，2017年5月19日；第6篇，“蜻蜓眼”受控生物無人機(jī)取得重要進(jìn)展，2017年9月15日；第7篇，美國防高級研究計劃局實施顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的各方利益分析，2017年9月29日；第8篇，外軍無人機(jī)蜂群技術(shù)發(fā)展態(tài)勢與應(yīng)用前景，2018年10月15日；第9篇，美空軍新版《科技戰(zhàn)略》針對大國戰(zhàn)略競爭提出新目標(biāo)和新舉措，2019年5月20日；第10篇，美國防科技創(chuàng)新機(jī)構(gòu)與外界交流的各種舉措，2019年6月10日；第11篇，美國防部國防高級研究計劃局技術(shù)研發(fā)項目立項流程概述，2019年6月17日；第12篇，美國防高級研究計劃局“駕駛艙內(nèi)自動化系統(tǒng)”項目分析，2019年7月8日；第13篇，英國國防部國防和安保加速器2018財年年報述析，2019年7月22日；第14篇，美軍分布式空中作戰(zhàn)概念最新動向述析，2019年9月2日。（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心  袁成）

本篇供稿：系統(tǒng)工程研究所