渦輪衝壓引擎測試成功 5馬赫高超音速飛機不是夢

賀密士公司研發中的高超音速飛機Quarterhorse 。(圖/Hermeus)

上週四，新創航空企業「赫密士」(Hermeus)發佈了一段影片，展示他們研發中的渦輪聯合循環發動機 (TBCC)測試成功，該公司正在研發Quarterhorse 高超音速飛機，預計可飛到5馬赫以上。

目前飛機的極速紀錄，仍然是著名的SR-71「黑鳥」(Backbird)高速偵察機的3.32馬赫，主要的瓶頸在於沒有合適的引擎，上一代戰鬥機常用的渦輪噴射引擎(Turbojet)採用風扇進氣再壓縮，能夠達到2馬赫以上，但是接近3馬赫時，過高的氣流壓力會造成風扇受損。

試燃中的TBCC引擎「奇美拉」。(圖/Hermeus)

像是雄3飛彈這樣的3馬赫武器，採用的是「衝壓引擎」(Ramjet)，它的結構相當單，少了風扇結構，直接在高速氣流下引爆燃料，可以噴射更高的進力。但是它的初始速度必須足夠快，比如雄3飛彈的發射，就必須有2支助推火箭推動到2馬赫的情況再啓動引擎。

奇美拉引擎的功能意示圖，0~3馬赫時，採用渦輪噴射模式，3~5馬赫時，採用衝壓模式。(圖/Hermeus)

赫密士公司剛剛測試的TBCC引擎(turbine based combined cycle engine)，結合了兩種截然不同的噴氣推進形式：在低速情況，是傳統的渦輪噴射發動機，到了高速環境時，切換爲衝壓噴氣引擎，可以超過 5 馬赫。到了返般降落時，再轉換回渦輪噴射引擎，以普通飛機的形式降落。

首席執行長皮普利卡( AJ Piplica)說：「這是航空技術的里程碑時刻，我們證實了TBCC是可行的。而且我們的小團隊，以遠低於其他競爭同行的預算，以及快速的設計來實現此事。赫密士公司僅用了21 個月就成功地做到了，總研發費用僅爲 1800 萬美元。」

該公司把自己的TBCC引擎取了個神話外號「奇美拉」(Chimera)，一種神話中的噴火神獸。奇美拉有一個預冷器，可以降低進入渦輪噴射引擎的氣流溫度，這使得渦輪噴射引擎可以穩定的達到3馬赫。

在進入3 馬赫之後，奇美拉開始切換模式，氣流完全繞過渦輪噴射引擎，直接衝向衝壓引擎的燃燒室，將飛機推進到 5 馬赫，甚至還可以更快。爲了降低成本，赫密士採用了3D列印來製造， 3D部件的比例多達 15%。

研發高超音速飛機的團隊很多，除了賀密士，洛克希德馬丁公司，他們正在研發「黑鳥之子」SR-72。賀密士的目標是明年開始飛行測試，他們低成本，高性能的創新方法，必然引起了美國國防部的注意。