雷神公司開發旋轉爆震發動機 飛彈成本更低射程更遠

無人機發射棄兵飛彈的想像圖。(圖 DARPA)

美國第3大的軍工集團雷神公司(Raytheon)，已經與國防部高等研究計劃署(DARPA)簽訂合約，負責開發一種名爲革命性的「吸氣式旋轉爆震發動機」(air-breathing rotating detonation engine)實用版本，代號名「棄兵」(Gambit engine )，棄兵發動機沒有旋轉部件，故障率與生產成本都更低，安裝在飛彈上，可以增加飛彈射程。

新阿特拉斯(New Altas)報導，飛彈的動力大略分成：火箭引擎、進氣式渦輪引擎、進氣式衝壓引擎、超燃衝壓引擎。其中火箭引擎構造簡單速度快，但它就像沖天砲一樣，很快就燒完了，所以射程有限。

其他幾種都是進氣式引擎，但它很們是複雜的機器，渦扇引擎有許多旋轉部件，構造複雜，更高速的衝壓引擎需要特殊材料和特殊加工，來應對其運行的極高溫度。

現在新的替代方案是旋轉爆震發動機（RDE），它用燃燒燃料/空氣混合物的特殊性能，取代了渦輪機的複雜性。

NASA測試的太空用旋轉爆震發動機。(圖/NASA)

在 RDE 中，燃料和空氣的可燃混合物，被引入兩個同軸氣缸之間的間隙，間隙的一端密封，而另一端形成噴嘴。當混合物被點燃時，它會以一種非常特殊的方式燃燒(爆炸)。爆炸產生的衝擊波在間隙內傳播，隨着更多的燃料和空氣從頂部引入，爆炸會一波接着一波發生，產生越來越多的熱量和壓力，直到通過噴嘴退出，產生推力。

這種引擎具有許多明顯的優點。它們設計簡單，易於批量生產，不需要特殊金屬和陶瓷，並且重量輕巧。

今年初， NASA的研究團隊，成功的將RDE發動機點燃時間持續10分鐘，持續的爆振沒有造成結構損壞，顯示這個設計是可行的。

不過，NASA所設計的是無進氣式RDE引發動機，應用在太空火箭之上，現在DARPA給雷神的合約則是進氣式RDE，因此雷神需要面對進氣與壓縮空氣的課題。