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弥补传统航天发动机的缺憾
不久前， 美国一家初创航发动力公司VenusAerospace 完成了一次特殊的火箭试飞。和传统火箭包括我们常说的商业液氧甲烷火箭不同，这一次所测试的动力系统，未来某一天，将会使飞行器能够以音速的四到六倍从常规跑道起飞。
这就是旋转爆震发动机。要想了解它，必须先回忆一下传统火箭发动机是怎么运作的。
目前大规模应用的火箭发动机中，燃料和氧化剂会从发动机顶部连续喷出，并在燃烧室混合由点火器点燃。但是点燃后的火焰前锋和燃料混合气（下简称“燃气”）的前锋总有一个错位，这是因为燃气的流速太快了，往往可达数千米每秒。
这意味着，火焰传播速度（即火焰前锋推进速度）往往低于燃气流速，“火焰永远追不上燃料”。传统火箭发动机为了取得热能动力学与工程设计的复杂平衡，导致有一部分燃料还没烧起来就直接被排出了，不仅浪费燃料，还浪费了火箭上宝贵的载荷。
想改变这种情况就要让火焰燃烧的传播速度加快，至少要追上燃气的流速，也就是大于或远大于1 马赫（一倍于音速）的速度，才有可能使燃气充分燃烧，大大提高燃料燃烧效率——这就是旋转爆震发动机的特长了。
提升载荷与速度
按照业界计算，如果把传统航天发动机换成旋转爆震发动机，至少能提升5% 的燃料燃烧效率。
可别看不起这5%，以目前已成功发射的有效载荷纪录保持者“土星五号”为例，它的一级火箭中的五台发动机装满燃料后重达2200 吨，燃料就有2060 吨；如果用旋转爆震发动机，至少能让质量减少106 吨。
按照Venus Aerospace 负责人的说法，旋转爆震发动机能够发射比现有技术能力“大四倍的太空有效载荷”。
况且它的速度更快，能克服很多传统发动机的弊端，军机上也可以用，这也是为什么一出现新一代战机的消息，爆震发动机就会成为话题。
传统发动机就像篝火，尽管看客觉得很快，但其实还是一点一滴地产生燃烧推力，这就是“缓燃”；而以超音速燃烧，瞬间释放巨大能量，从而产生高压冲击波，直接将化学能转化为动能的“爆震”，就像点燃一把火药一样快速释放能量，当然更快更猛。
技术路线，“旋转”胜出越“凶猛”越要可控。
最开始工程师希望燃气能在一根又细又长的管状燃烧室中实现爆燃，这根管子一端带有进气阀和火花塞，进气阀喷射混合气体，点燃后，引发亚音速爆燃并在燃烧室内延烧。
有时间和空间，火焰前锋会不断加速引发“爆震”，从而产生推力。但这种“脉冲爆震发动机”有个问题，你得等着火焰慢慢加速，等到爆震的高能动力喷出后，再进行下一波燃料混合、燃烧，所以它提供的推力并不连续，燃烧室还容易被不连贯的燃烧破坏。
既然如此，不如把燃烧室的长管头尾相连形成“环形跑道”，上方再设置一排排气口试试——这就是旋转爆震发动机的核心“旋转”。
燃料和氧化剂通过喷注器均匀混合后进入环形燃烧室，当点火装置触发第一次爆震后，形成的爆震波会以每秒3千米到6 千米的速度沿环形燃烧室旋转。
它会不断点燃前方的新鲜混合气体，形成自我维持的燃烧循环，而需要排出的废气全从上方排走了。这就像点燃一圈鞭炮后，爆炸的火光会自动绕着环形跑道循环，无需反复点火。
在这一领域我国和美国属同台竞争的状态，去年12 月，中国航天科技集团宣布完成了氢氧旋转爆震燃烧室的长时热实验。
热实验一般是验证发动机在正常工作温度下的性能、可靠性和耐久性等关键指标的测试。在发动机的整个设计和开发过程中，热实验一般处于中后期，成品值得期待。毕竟无论是军用还是宇宙深空探索，爆震发动机都是一个优质选项。
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