被英民众嘲笑抄袭美军SR-71!中国高音速飞机计划: 筋斗发动机突破_

12月17日，中国高科技商业航天企业“凌空天行”的“筋斗400”成功试飞，在20千米的高空达到了4马赫速度，消息瞬间引爆网络，全球媒体跟进报道，几天后的12月20日，英媒《每日邮报》深度报道这个新闻，凭良心说，英媒的报道还算客观，但英国读者那种高高在上的姿态却让人非常不舒服！

在他们的印象中英美才最先进的国家，英国造过超音速协和客机，美国曾生产过3倍音速的侦察机；中国则还停留在过去那种落后的时代，完全不能接受中国造出比英美还先进的飞行器！所以有英国民众直接污蔑“凌空天行”的高音速飞机抄袭了美国的SR-71，证据竟然是两者外观一模一样！

“筋斗”发动机与“云行”飞行器

“凌空天行”是一家成立于2017年6月7日的高科技商业航天企业，专注于高超音速飞行技术与应用服务，日前推出了“云行”系列超音速飞机验证机，突破了超音速飞机的气动、防热、控制等关键技术。“凌空天行”的“云行”系列超音速飞机最为突出技术是“筋斗”发动机和飞行器的高升阻比乘波体气动布局！

“筋斗”发动机将为2027年首飞的、4马赫+的“云行”系列超音速客机提供动力，这种发动机的推进方式比较特别，不同于常规的涡喷以及涡扇发动机，而是一种全新体制的冲压-爆震燃烧发动机，这种发动机的加持下，使得客机飞行速度将超过4马赫速度飞行！

这个速度差不多就是1.2千米/秒，时速超过4200千米，从中国的最东端到最西端一小时抵达，估计大家对这个没啥概念，这样说吧，从伦敦到纽约跨越大西洋也就1小时多点，这速度是不是很牛逼？而完成这种级别的最关键技术就是这种发动机与特殊的气动布局。

冲压-爆震发动机：究竟是种什么样发动机？

其实这种发动机是两种体制的结合体，一种是冲压发动机，另一种是爆震发动机，使用了轴对称冲压发动机的超音速进气锥和进气道，后面燃烧室位置的是爆震发动机，熟悉冲压与爆震发动机的朋友立马就能脑补出这种发动机的结构。

画面正中是飞行器，右侧是发动机

这种模式结合了两种发动机的优点，冲压发动机的进气道在低于音速时没有什么价值，只有在高于音速的激波产生时才具有压缩作用，因为冲压发动机就是通过多道反射激波压缩气体的，在高音速条件下效率极高。

爆震发动机是不同于稳定燃烧喷气式发动机的一种特殊工作模式，利用的是燃料和氧化剂混合后爆炸后扩散的冲击波达到推进的目的，爆炸波传播速度是音速的5倍以上，燃料利用率很高，推进效率也极高，目前难点是爆震频率与稳定爆震技术。

爆震发动机有三类，脉冲爆震，旋转爆震和斜爆震，能和冲压进气道结合起来的、并且速度在4马赫的发动机只能是多管脉冲爆震与旋转爆震，因为斜爆震一般用在7马赫+以上的场合，而且难度极大，相信“凌空天行”不会选择这种超高难度的发动机。

爆震发动机的难点在于爆震频率和稳定性，多管和旋转爆震能解决频率问题，就“筋斗400”公布的外观来看，旋转爆震的可能性比较大，这种发动机的主要结构是一个环形爆震腔，利用特殊狭缝引射结构能在爆震时保持自吸气，也就是说旋转爆震发动机能零速度启动并加速，而环形爆震腔能保证爆震频率足够高！

爆震发动机在速度提高后吸气效率反而会下降，因为没有合格合适的进气道，气流来流没有预压缩，而爆震发动机的狭缝进气本来就会造成效率比较低，冲压进气道解决了进气压缩的问题，配合冲压发动机的活动进气锥调节，同时还有助于保证稳定燃烧，所以两种模式的结合相当完美。

高升阻比乘波体：到底算哪种气动布局

这个乘波体值得了解下，一般的超音速飞行器都非常害怕激波，因为激波是一种高能压缩波，超音速飞行器在高速飞行时会产生一个激波锥，超音速飞行器的后掠翼就是推迟激波的产生，同时飞行器的气动翼面还要躲避这个激波锥！

然而乘波体却不是，这种启动布局会利用机身上下不对称的结构，上表面躲在激波锥后，而下表面却突出成一个流线型的凸肚结构，利用的就是激波在机腹下反射，对迎面而来的气流进行压缩，造成下表面压力陡增，上下压力差就是机体升力的来源。

这种气动布局在亚音速时效果不明显，但在超音速时在激波压缩产生的高压区的加持下，升力会大幅度提高，看起来就像是驭波而行，乘波体的原理也得益于此。“云行”系列超音速客机的气动布局与发动机工作模式无疑都是超前的，毕竟到目前为止，还没有军用载人飞行器与商业飞行器使用这两种技术飞行。

中国真抄袭了美军的SR-71？

英媒《每日邮报》的官方报道挺正面的，介绍了中国的“云行”系列超音速客机以及“筋斗400”发动机，同时还列举了英国也曾在超音速客机上有过辉煌的过去，“协和”超音速客机一直都是英国和法国的骄傲，但现在已经全部退役，英媒称除了可惜还是可惜！

然而英国民众对于《每日邮报》的正面报道并不买账，反而因为“云行”系列超音速客机的气动外形展开了评论，直接对这种飞行器下了个定义，抄袭了美国在1960年代的SR-71高空侦察机！下面放两张图，各位看看有没有相似之处：

上图是“云行”系列超音速客机的CG图，下面是SR-71的飞行图：

在围观群众的角度去看，两者相似度非常高，甚至有人表示这就是SR-71的翻版，然而事实上种花家要说明一下的是，“云行”系列超音速客机是客机，其尺寸绝对不是SR-71可以比的，一般其尺寸至少也得是2倍，应该和协和超音速客机尺寸差不多。

“云行”系列超音速客机和SR-71最大的区别有两个，一个是气动布局，另一个是发动机；首先来说明下气动布局，这个乘波体布局与常规布局最大的不同是机腹部分，常规飞行器的机腹要求是平坦以减少阻力，而机体背部则因为有乘员舱室，所以会有凸起，典型的横截面就如SR-71的这种类型：

但是乘波体恰恰相反，因为要使用激波压缩来流，机腹必须有凸起，这样才能有效产生并反射激波成一定的角度，而机体背部则由于不能产生激波压缩来流效应而变得比较平坦，简单的说就是和SR-71的机体横截面是倒过来的，下图就能看出部分端倪：

从上图头部CG效果图和西面的尾部图片，可以很清楚的看到上表面平坦而下表面凸起很多，这猴子那个就是乘波体的典型气动横截面，各位别看长得有点相似就以为是一模一样，SR-71代表的是1960年代的顶尖空气动力学成就，而“云行”系列超音速客机则是顶尖的“乘波体”气动布局，两者完全就不在同一个级别上。

另一个最大的不同是发动机，SR-71的发动机是J-58，这是一种涡喷发动机+引气结构的早期变循环发动机，其原理是从压气级的的第四级引出气流，通过6条管道直接送加力燃烧室，这个能让J-58一直开着加力模式，一般发动机使用加力模式最多也撑不过10分钟。这个动力模式让SR-71保持了3.32马赫、使用常规喷气式发动机的速度记录。

但是结果也非常明显，SR-71的机长32.74米，机高5.64 米，空机重量30.6吨，全机重量高达77多吨，一般多都是燃油，但是航程却只有5400千米，原因就是加力燃烧模式太耗油了。不过“云行”系列超音速客机的发动机非常节油，因为在爆震模式下的空燃比可以很低。

从这两个角度来看，SR-71与“云行”系列超音速客机根本就不是同一个级别的产物，而是两个时代中空气动力学以及发动机技术的集大成者，所以在没了解技术原理前，千万别轻易下结论，也没必要用一句话概括吸引眼球，这正的评价者会去了解背后的技术，这才是有各位有志青年的逼格。

中国高超音速飞行器技术突破：有井喷之势

不知道各位有没有发现，中国近期高超音速技术突破有点多了，近期第一个报道的HCW，高压捕获翼构型，适合高超音速下的提高升力的技术，这是气动布局；还有是清航空天的冲压旋转爆震发动机，这是动力系统，另外还有MD-19和MD-25高超音速飞行器，这是动力+气动布局。

再有就是“云行”系列超音速客机，很多网友都认为，其搭载的发动机技术验证“筋斗400”发动机最高速度只有4马赫，根本就不是什么高超音速飞行器，其实各位注意了，冲压+爆震发动机的速度并没有限制在4马赫内，而是可以达到7马赫以上，就看进气锥以及进气道的设计了。

量变最终将会带来质变，中国在高超音速技术上的厚积必将迎来薄发，如果各位还有记忆的话，中国还有腾云二级入轨空天飞机的计划，还有云龙动力单机入轨的空天飞机，随便哪个成功都是划时代的，中国全线气动，这个大手笔就算美国也无法全面跟进，跟不要说早就成为三流国家的英国了，所以英国民众也该认清现实了，他们一直都不愿意承认而已！

延伸阅读：英国的希望“Reaction Engines”已经破产

11月10日，据SpaceNews报道，英国的Reaction Engines Ltd.已申请破产，这家公司几十年来一直致力于高超音速发动机以及空天飞机的研制，但最终还是未能成功，已经于10月31日申请破产，200多名员工已经就地遣散！

了解的高超音速技术的网友一定对“Reaction Engines”（反应引擎公司）非常熟悉，因为这家公司是目前单级入轨的空天飞机中最合适的“预冷室组合循环火箭发动机”的SABRE 引擎的老东家，中国的“云龙”动力的主要结构与SABRE发动机大致一致，不过两者的技术路线目前差异有点大了。

这家公司近些年来在SABRE发动机上进展还不错，其推出的“Skylon”（云霄塔）空天飞机知名度很高，尽管一直停留在CG图上，但由于各路媒体的宣传，提到“预冷室组合循环火箭发动机”，那么必将会引用SABRE 引擎技术。

但是近些年来“预冷室组合循环火箭发动机”的SABRE引擎在技术路线上走入了死胡同，据SpaceNews报道，该公司最近一次融资时2016年，欧洲航天局投资了1100万美元，此前美国和英国多家企业对其注入资金，比如BAE Systems 和 Rolls-Royce 在内的大型航空航天公司。但该公司但从2016年之后再没获得有效投资，并且这些公司都没有再注资！

这意味着什么？表示至少Reaction Engines得技术难以获得突破，因为投资反应引擎公司的大佬都是航空航天方面的顶尖公司，技术人员都是人精，他们不看好的技术，不是难度太大就是技术路线已经走不下去了。