王振國院士讓中國高超聲速超燃衝壓發動機領先全世界

高超聲速超燃衝壓發動機是在大氣中飛行的高超聲速飛彈最關鍵的部件或稱動力來源。高超聲速超燃衝壓發動機在飛行過程中從大氣里獲取氧氣，不需要自帶液氧，也就是在消耗相同質量推進劑的條件下，超燃衝壓發動機能夠產生4倍於火箭的推力，高超聲速超燃衝壓發動機當使用液氫燃料時，其飛行馬赫數可達到6~25。

超聲速燃燒衝壓式發動機技術的發展已有50多年的歷史。20世紀90年代，，最早的專利就記錄在案了。60年代中期，一些超燃衝壓發動機已經進行過飛行試驗，最高速度達到馬赫數7.3。通用電氣公司、聯合技術公司、馬夸特公司、約翰·霍普金斯大學APL實驗室以及NASA蘭利研究中心等研製出典型的氫燃料超燃衝壓發動機（相同燃料也用於太空梭和其他液體火箭助推器）。

超燃衝壓發動機與傳統發動機相比，具有結構簡單、重量輕、成本低、速度快、單位推力高（單位質量流量推進劑產生的推力）和有效載荷更大的優點，適合作為高超聲速巡航飛彈、高超聲速航空器、跨大氣層飛行器、可重複使用的空間發射器和單級入軌空天飛機的動力，具有重要的航空航天和軍事應用前景。

超燃衝壓發動機技術作為fen技術的核心關鍵之一,被稱為吸氣式發動機的第三次革命，被認為將引領21世紀推進技術的重大革新。屆時，高超聲速飛機將有望在一小時內抵達全球任何地點，全球時敏打擊及高超聲速運輸將成為現實，所以全球各個國家都想要掌握超燃衝壓發動機。

從60年代中期，一些超燃衝壓發動機已經進行過飛行試驗，最高速度達到馬赫數7.3。通用電氣公司、聯合技術公司、馬夸特公司、約翰·霍普金斯大學APL實驗室以及NASA蘭利研究中心等研製出典型的氫燃料超燃衝壓發動機（相同燃料也用於太空梭和其他液體火箭助推器）。

80年代中期，美國政府啟動了以超燃衝壓發動機為動力的國家空天飛機計劃。但是，隨著冷戰結束、財政緊縮，美國政府不得不在1994年取消這個計劃，當時他們已經投資了近20億美元。2004年，NASA的HyperX計劃完成，成功地進行了兩次氫燃料超燃衝壓發動機的飛行試驗。這兩次飛行都是在單一速度和高度下，持續了數秒。

儘管美國也掌握了超燃衝壓發動機技術，但中國是唯一一個掌握了超燃衝壓發動機並且實用化實戰化的國家。（美國目前還處於試驗狀態）而且是全球唯一一個掌握了兩種高超聲速飛行器飛行技術的國家！可以說中國在超燃衝壓發動機技術上做到了世界領先。

國防科大教授王振國院士可以說在中國超燃衝壓發動機領域做出了最卓越的貢獻。如果需要掌握超燃衝壓發動機必須要攻克燃料噴注與混合增強、火焰穩定、低阻力流道型面設計、寬範圍高效燃燒組織等關鍵技術，提出超燃衝壓發動機燃燒室設計方法，這些世界級的難題，因為過程耗費大、周期長、風險高，成為制約發動機技術發展的技術瓶頸。

除此之外，如果需要發展超燃衝壓發動機，高超聲速風洞是必不可少的，中國擁有全世界第一的高超聲速風洞，大型連續式高超聲速推進風洞模擬高空、高速飛行條件，是開展超燃衝壓發動機和高超聲速飛行器研究的關鍵試驗裝置。而王振國更是帶領團隊突破大流量空氣加熱器和大型主動引射系統等兩個世界性技術難題，研製成功國內首座大型連續式高超聲速推進風洞，為超燃衝壓發動機模擬創造了條件。超燃衝壓發動機內氣流速度高達1000m/s，遠超火焰傳播速度理論極限，要在這種條件下實現火焰穩定與高效燃燒，難度如同「十二級颱風之中劃亮火柴」。凹腔作為典型的回流區穩焰器，是有效的一體化燃料噴注/火焰穩定解決方案，但是如何進一步實現寬範圍的高效低阻燃燒，如何實現燃燒釋熱的增強與適應寬範圍飛行的匹配，仍是亟待解決的瓶頸問題，

王振國院士團隊提出與寬範圍匹配的串並聯結合的多凹腔方案，包括軸對稱燃燒室構型的三串聯、雙串聯凹腔，以及矩形構型的串並聯四凹腔、七凹腔方案等，通過揭示多凹腔超聲速燃燒室內多回流區聯合作用下的燃燒流動機理，形成了基於多凹腔回流區實現釋熱分布匹配的方法，提出了抑制燃燒振盪的魯棒（穩定可靠）燃燒方案，形成了多凹腔超聲速燃燒組織理論。在超聲速燃燒火焰穩定、超聲速魯棒燃燒、高效超聲速燃燒組織等方面取得突破，為寬範圍超燃衝壓發動機設計提供了重要支撐。

比如在超聲速燃燒火焰穩定方面：

由於超燃衝壓發動機內氣流速度遠超火焰傳播速度理論極限，火焰穩定十分困難。超燃衝壓發動機燃燒室內的氣流駐留時間在1ms量級，在這樣的條件下為確保超聲速燃燒火焰穩定，王振國團隊系統開展了串聯、並聯多凹腔火焰穩定特性研究，揭示串聯多凹腔通過延長氣流駐留時間並提高燃料/空氣湍流摻混來促進部分預混火焰穩定的機制，建立了理論分析模型。
王振國團隊發現其通過上下游調節能夠更好地適應寬範圍來流條件的變化；揭示出並聯多凹腔通過增加有效穩焰容積、回流區釋熱耦合改變激波和回流區結構來強化部分預混火焰穩定的機制，發現在局部具有燃燒明顯增強的效果；提出了多凹腔火焰穩定設計方法，顯著拓寬了穩焰範圍，為寬範圍超燃衝壓發動機的穩焰設計提供了理論依據。

沒有任何借鑑，自主創新，攻克多項世界級的難題，王振國院士自創全新理論，讓中國在超燃衝壓發動機領域領先世界。王振國院士更是在2012年和2014年獲軍隊科技進步一等獎各1項（均排名第1）。

不僅僅是理論創新，王振國院士更是將理論轉變為實際，研製成功世界首台航空煤油再生冷卻超燃衝壓發動機（美國X-51A發動機採用特殊吸熱型碳氫燃料），通過長程熱試車考核。該型發動機研製成功，標誌著我國具備了獨立自主研發超燃衝壓發動機的能力，和美國相比，我國研製的航空煤油再生冷卻超燃衝壓發動機使用航空煤油作為燃料，成本更低，應用範圍更廣，速度更快，而且我們是世界首個實現了亞小時連續工作的國家。

王振國從概念提出、方案設計到系統集成，研製成功國家重大專項的××高超聲速飛行器，並組織完成飛行試驗，使我國成為繼美國之後第二個實現以超燃衝壓發動機為動力的高超聲速飛行器自主飛行的國家。

除此之外，成果應用於繼美國和澳大利亞聯合研製的HiFIRE後第二個低成本臨近空間高超聲速通用試飛平台（代號「凌雲一號」）的超燃衝壓發動機設計，經飛行試驗驗證，連美國都佩服，被美國《航空周刊》稱為「里程碑成就」。

據悉，目前王振國教授正在主持研製的具備世界領先水平的(國家重大科技專項)xx臨近空間飛行器xx組合發動機

我國在高超聲速飛行器領域取得的其他成績

除了王振國教授在超燃衝壓發動機上做出了卓越成就之外，中國航天空氣動力技術研究院第二研究所在FD-21高超聲速風洞中也完成了時速10000公里基於氫氧燃料技術的超燃衝壓點火試驗，實現了5毫秒時間內，氫氣在速度近3千米/秒（10000公里/小時）空氣中的超聲速自主燃燒，並獲得了超聲速燃燒模態下的試驗數據和火焰圖像。

此次氫氧燃燒推進試驗，一舉攻克了超高速超燃衝壓發動機地面試驗的兩大關鍵技術性難題，一是通過極為精確的時序控制技術，在百分之一的眨眼時間（5毫秒）內實現了氫燃料與速度近3千米/秒（10000公里/小時）空氣之間的空間交匯；二是利用光壁橫向噴注與凹腔穩焰相結合的技術，實現了氫燃料的超聲速點火與穩定燃燒。

該風洞是全球最大口逕自由活塞驅動高能脈衝風洞，速度能夠達到15馬赫，此次試驗成功也標誌著FD-21高超聲速風洞正式進入實用化階段，該風洞後續將會加快孵化一大批新型跨大氣層高超音速飛行器。

可以說，中國在高超聲速飛行器上已經領先了世界，中國是我們是世界首個實現了亞小時連續工作的國家。世界上第一個正式列裝高超聲速飛行器的國家(某17常規飛彈），中國是世界上唯一一個掌握了超燃發動機和錢學森彈道兩種高超聲速飛行器飛行技術的國家，中國也是唯一一個掌握了成系列高超聲速風洞的國家。

而這也預示著中國在西太平洋已經所向披靡，美國的防禦系統是無法防禦高超聲速飛行器的。也希望王振國院士可以繼續努力，再創輝煌！