音速每小时多少公里(一马赫等于多少公里?)

想想吧。如果有一种飞机可以让你只花半个小时就可以从北京到三亚(约3000公里)，甚至可以直接上Tai 空。这听起来是不是有点像科幻电影？

目前是真的，但在不久的将来，也许会成为现实。科学家指出，这种超音速飞行可以通过使用一种叫做爆震的原理来实现。

所谓爆轰，是指利用冲击波与燃烧波耦合，以超音速传播的一种燃烧形式。这种燃烧形式具有燃烧效率高、能量释放速度快等优点。

爆轰可以产生如此强大的推力，使得飞行器可以达到5倍音速，也就是将近6000公里每小时的速度，远远超过现在的飞行器。但问题是，爆轰对现在的科学家来说还是很难控制的，几乎不能持续超过1微秒。因此，虽然早就公认这是一个优秀的发动机模型，但科学家们仍在努力将其变为现实。

上一次爆炸出现在公众面前是去年8月黎巴嫩贝鲁特的惨烈爆炸。相信很多人还记得那个新闻。数千人伤亡的悲惨局面令人震惊。来自中佛罗里达大学的机械与航空空航空航天工程副教授卡里姆·艾哈迈德(Kareem Ahmed)指出，贝鲁特港的爆炸实际上是一次引爆。显然，它又一次通过摆脱人类控制的引爆证明了自己的力量。

艾哈迈德说，“我们现在所做的是控制引爆，并将其固定在空中，以利用这种能量。我不想让它摧毁黎巴嫩的建筑，就像你看到的那样，而是用它来产生这股力量的推力。如果成功，我们可以实现超高速旅行。”

他希望开发的是所谓的爆震发动机。

顾名思义，爆震发动机就是利用爆震的原理，实现飞行设备的超音速飞行。根据爆轰组织形式的不同，爆轰发动机可分为三大类，即脉冲爆轰发动机、连续爆轰发动机和斜爆轰发动机。艾哈迈德的团队希望实现的是斜爆轰发动机。

在斜爆轰发动机中，由空气体和燃料组成的混合气体在来流中得到了充分的预混，这是燃烧效率的有效保证，使燃料可以接近100%燃烧。此时利用斜激波在燃烧室入口处诱导燃烧或爆震，可以产生惊人的推力。

(图片说明:斜爆轰发动机概念图)

我们前面说过，引爆可以在一瞬间实现。问题在于如何保持足够长的时间。毕竟飞机不可能只飞一瞬间。艾哈迈德介绍，斜爆轰发动机的难点在于爆轰位置和燃料来源。如果爆震移动到燃料源上方，可能会对发动机造成严重损坏。如果下移，也会导致反应瞬间结束。

更尴尬的是，之前科学家实现的引爆最多只持续了几毫秒。且不说这个时间能否实际应用，甚至不足以判定爆轰是否稳定。在1毫秒引爆的过程中，如果没有看到偏差，不一定代表偏差不存在，可能只是不够被观察到而已。如果持续几秒钟，可能会出现巨大的偏差。

为了实现稳定的引爆，艾哈迈德和他的团队建造了一系列长约2.5英尺(约0.76米)的空腔。这里，空气体和氢气会先混合加热，然后加速到超音速，这是斜爆轰发动机的基本要求。

然后，研究人员反复试验空燃气混合比、燃气来流速度和坡度角度，找到了相对合适的组合方式，最终实现了在固定位置持续3秒的爆轰。

虽然这个时间不是特别长，但足以证明爆轰稳定在一个固定的位置。这意味着他们找到了将斜爆轰发动机从理论转化为可能的第一步。

艾哈迈德后来说，他们之所以只进行了几秒钟的实验，是因为通过引爆来比较距离，以至于测试舱周围的玻璃已经损坏。未来斜爆轰发动机真正发展起来，自然会改用一些金属材料，以获得更长的爆轰持续时间。然而这只是他们最初的实验，所以只能用玻璃包裹起来，供研究人员观察分析。

他还指出，他们测试的结构与完整的斜爆轰发动机几乎相同。也就是说，如果爆轰过程稳定，那么投入使用也不会太远。接下来的工作就是继续改变上面提到的三个参数，找到更完善的构型，扩大尺寸，从而解决工程问题。

德克萨斯大学阿灵顿分校机械与航空空航空航天工程教授弗兰克·卢(Frank Lu)评价说:艾哈迈德的研究可以说是一个非常重大的突破。他们做得非常好，他期待研究人员取得更大的突破。他认为，在接下来的工作中，研究人员需要考虑的是使这样的爆震在一定的速度和高度范围内稳定运行，同时逼近空气体和燃料混合不均匀可能导致的燃烧问题。

如果斜爆轰发动机能够研制成功，那么根据爆轰的特性，飞行器达到5倍音速将不再只是一个幻想，甚至最高可以推进飞行器达到17倍音速，也就是接近每秒6公里！这样的速度，别说在地球上飞了，就是去泰泰空！

所以，未来也许某些航天任务可以摆脱火箭，而直接使用装备斜爆轰发动机的飞行器，这将大大提高人类航天任务的效率。

因此，爆轰发动机的研究确实非常重要。艾哈迈德等人非常有信心，如果用更可靠的材料进行测试，会得到更好的结果。我们也期待着爆轰发动机投入使用的那一天，那时候人类上平台空就更容易了。