五倍音速每小时多少公里(1马赫是多少千米每小时)

你想想，如果有一种飞行器，可以让你在半个小时内从北京飞到三亚(约3000公里)，甚至直达泰空，听起来是不是有点像科幻电影？

目前是这样，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。这种燃烧方式有很多优点，比如燃烧效率高，能量释放速度快。

爆轰可以产生非常强大的推力，使飞行器达到5倍音速，接近6000公里每小时，远远超过现在的飞行器。但问题是，爆轰对于目前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，虽然早就意识到这是一个优秀的发动机模型，但科学家们一直在努力将其变为现实。

上一次爆料出现在公开场合，还是去年8月黎巴嫩贝鲁特港的惨烈爆炸。相信很多人还记得那个新闻，数千人伤亡的惨烈局面令人震惊。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。很明显，它通过引爆脱离人类控制，再次证明了自己的威力。

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，以便利用这种能量。我不希望它像你看到的那样摧毁黎巴嫩的建筑，而是用它来产生这种力量的推力。如果成功，我们可以实现超高速旅行。”

他希望研发的是所谓的爆震发动机。

顾名思义，爆轰发动机就是爆轰的原理，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)

我们之前说过，瞬间实现引爆是有可能的。问题是如何长期保存。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，也会导致反应的瞬间结束。

更尴尬的是，之前科学家实现的爆轰持续时间很短，最多只有几毫秒。且不说这样的时间能否实际应用，甚至不足以判定爆轰是否稳定。在1毫秒引爆的过程中，你没有看到偏差，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气燃混合比、进气速度、坡角，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，他们只进行了几秒钟的实验，因为爆炸距离太远，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，自然会被一些金属材料所替代，从而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，投入使用不会太远。接下来的工作就是继续改变以上三个参数，找到更完善的配置，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:艾哈迈德等人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倍音速将不再只是天方夜谭，甚至最高可以将飞行器推到17倍音速，接近每秒6公里！以这个速度，别说在地球上飞，就是去Tai 空！

因此，未来也许某些航天任务可以摆脱火箭，而直接使用装有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。

可见爆轰发动机的研究确实很重要。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。我们也期待着爆震发动机投入使用的那一天。到时候，人类就轻松多了。