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在讨论战斗机代次的时候，我们往往会因为某些技术性的关键性突破得以真正应用而将一些新的战机划分出代次。新一代的战机由于具备了前一代战机所不具备的优势就会形成代差的碾压性优势。 而现在在网络上讨论的所谓的六代机其实都没有对前一代战机形成技术性碾压的趋势，顶多可以被称作五代半，距离真正的六代机还有很大的差距。 而现在一项新的技术正被我们逐步实现，很有可能成为我们的六代机的关键性特征。这就是——燃烧固体燃料。 先别笑标题，真正烧煤的战斗机的确是被设计过。 二战末期，德国的石油供应受到了严重的打击，但德国的煤矿资源丰富。在这个时间点上德国采用了两种方式，第一是通过煤炭精炼柴油和煤油供应庞大的战争机器使用；另一种方式就是研制各种直接以煤炭作为燃料的武器。其中最著名的一种设计思想就是Lippisch P.13a喷气式截击机。  1944年展开项目的这架飞机的设计构想就是携带600公斤精煤粉，让煤粉在冲压发动机内燃烧。当年，常规燃料供应极度短缺，利皮施提议 P.13a 由煤炭提供动力。利皮施经过计算得出结论，用煤粉末作为燃料甚至可能比液体燃料更有效，原因是在发动机内煤炭粉末的燃烧的位置可以更精确地控制，从而得到更高的效率推进飞机前进。 P.13a就被设计成一架高速截击机，由于速度过高，甚至没有相应的瞄准设备进行配合，因此P.13a的作战方式就是高速撞击对方轰炸机。 当然了，1945年5月7日纳粹德国投降，研制半年的这架PPT截击机也就成了博物馆的展品。  但是它的研制思路也成了冲压发动机领域的一个关注要点，最近十几年各个国家又把烧煤的理念解封了，开始在研制高超音速冲压引擎的设计中加入了固体粉末燃烧的设计。 而在这次科技竞赛中，咱们是在绝对的第一梯队的，而且在去年年底取得了关键性的成果。  到这里咱们就得说说粉末燃料了。首先要肯定一下当初德国的设想是没有问题的。  当煤粉和空气混合后进入冲压发动机的缩喉中，温度和压力都可以大幅度提高，这时候空气中混合的煤粉就可以被点燃产生巨大的推力，维持P.13a向前飞行。 粉末燃料在冲压发动机中的稳定特性要比液态燃料高得多，因此在冲压发动机燃烧室内燃烧的位置就要精准得多。  而到了高超音速冲压发动机的时候，燃烧已经成了爆炸震波。往往在高马赫数的冲压发动机中，这种混合燃料和空气的燃烧区域只有几毫米厚。  这就对燃料/空气混合物的气相稳定性提出了极高的要求。而液体燃料本身受到压力的影响较大，这就导致了很难在高速气流中维持出几毫米厚度的燃烧层——这也是为什么大家说高超音速发动机内的点火类似于在台风中划着一根火柴的原因了。 而固体粉末燃料本身就是一个相当稳定的颗粒状在压力下不会出现凝聚、蒸腾等待液体常有的气液转化问题，就可以保持一个更为精准的燃烧层，几乎可以不受到高超音速气流的影响。 当然了，新型的超燃冲压发动机内用的固体粉末也不是煤粉，而是镁粉。  单质镁是一种极其易燃的金属，在正常大气压下镁的燃点只有38～40？C，堪比白磷。 但正常环境中我们看到的镁带很难直接点燃，是因为其表面附着了一层氧化镁。点燃镁的过程首先是破坏掉表面的氧化镁后引发的强烈氧化还原反应，而让人觉得镁是一种不易燃的物质。 相对于汽油的燃点427？C，镁也就有了更好的点燃特性。 而且镁的燃烧温度高达3000？C也远超了汽油燃烧的1800？C或者航空煤油的2230？C是更好的发动机燃料。 另外还有一个特性是，镁的燃烧温度足以让镁和空气中的氮气反应生成氮化镁。800度的温度就可以促成这个反应。这也是一种强放热反应，在高空飞行氧气稀薄，能燃烧在氮气中燃烧也是高空绝对氧含量降低的一种有效补充。  咱们的粉末燃料高超音速发动机的测试条件都是在马赫6.5-12之间。  如果这样的发动机成功的运用于下一代战斗机，那么下一代战斗机的飞行速度将很可能突破马赫6.5，这就形成了对现有五代机碾压性的速度优势。而且在镁粉燃料高空飞行效率不减的特性也会让我们的下一代战斗机可以获得更高的飞行高度。 |
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