動力更大，無運動部件：旋轉爆震發動機的飛行探索

經過數十年的研究，測試推進了創新引擎以改進航空航天效應 

工程師們聚集在康涅狄格州的一個實驗室，站在測試室外聆聽。

里面是所謂的旋轉爆震發動機——一種新型推進系統，他們的同行、同事和前輩幾十年來一直在研究和理論化。

他們聽著發動機轟隆隆地啟動，然后看向附近的電腦顯示器。震動的聲音和電腦屏幕上的數據流證實，經過多次測試和迭代，該團隊已成功大規模制造出一款此前僅存在于紙上和小型原型中的發動機。

此次測試標志著 RTX 在先進推進領域取得的重大勝利，這是公司各領域的專家結合高度專業知識創造出原本不可能實現的技術的眾多領域之一。

引擎的研發始于 RTX 技術研究中心，該中心完成了大部分基礎工作，這些工作最終會融入到公司的先進產品和系統中。 

在那里，該團隊利用先進的建模和專門的設施取得了他們的前輩在 20 世紀 60 年代只能夢想的進展，當時他們必須依靠膠片來捕捉測試數據。 

例如，該中心擁有噴氣燃燒器測試臺，這是美國少數幾個能夠達到模擬高速飛行的氣流速率、溫度和壓力的測試設施之一。

“我們擁有全國罕見的設施能力，并吸引了大量知識分子來完成此類實驗，”自 2011 年以來一直在該中心從事 RDE 工作的克里斯格林 (Chris Greene) 表示。“我們的設施和人員都有動力進一步發展這項技術。”

在 RTRC 進行了一系列合同設計和測試十年后，普惠公司獲得了美國空軍研究實驗室的合同，與 RTRC 和雷神公司合作開發用于效應器的旋轉爆震發動機。該合同促成了最新的開發和性能測試。

這項工作展示了 RTX 在創新方面的一個關鍵優勢：跨三個業務的廣泛技術專長組合以及它們之間的協作能力。RTRC 完成了前期工作，然后與原始發動機制造商普惠公司合作，將其發展成為一個系統，該系統有朝一日可以為新一代效應器提供動力，例如雷神公司設計和開發的導彈。

我們已經將這項技術從學術環境帶入了實際應用，”普惠公司 GATORWORKS 開發團隊負責人 Chris Hugill 表示。他表示，美國政府的支持以及內部投資將繼續發揮重要作用。“我們最新的測試結果超出了預期，隨著我們逐步進行全系統地面測試和飛行器飛行測試，這些結果為進一步投資提供了有力的依據。”

旋轉爆震發動機對軍方大有裨益。這種發動機效率高、功率密度高，體積小，可容納更多燃料、傳感器和有效載荷。射程的增加使其能夠打擊更遠距離的目標，簡單的設計只需要很少的零件，并保證了生產成本效益。

那么，為什么它們現在還沒有投入生產呢？

“這聽起來很簡單，但要讓物理原理發揮作用卻并非易事，”普惠公司先進軍用發動機首席工程師史蒂文·伯德 (Steven Burd) 表示。“當你真正試圖讓設計在正確的燃料和正確的操作條件下始終如一地按照你的意愿行事時，這就是挑戰。”

完善設計

該團隊必須克服兩個主要障礙。

首先，燃料噴射必須完美。要產生有效的爆震波，需要空氣和燃料精確混合和噴射。燃料太多，爆震波可能無法發揮作用或不省油。燃料太少，爆震波可能不會點燃——即使點燃了，也不夠堅固，無法充分發揮設計的優勢。

“所以，如果你做錯了，你就是在白費力氣，”伯德說。“找到能反復給你帶來你想要的條件的東西是一門藝術。”

第二個挑戰是設計和制造新系統的零件。

包括增材制造在內的先進技術使得制造出具有不同尋常規格的耐用測試件成為可能，然后快速進行更改。同樣，先進的基于物理的建模指導了團隊的設計——每次測試都會為他們提供數據以輸入模型，從而使模型隨著時間的推移變得更加智能。

“你正在創造新事物，這真的令人興奮，”伯德說。“有太多未知數。在這種情況下，關鍵是要將優秀的工程人才聚集在一起，做出最佳選擇。”