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惊曝：中国军方正在疯狂研制最先进的真空能发动机

高歌现任北京航空航天大学能源动力学院动力工程及工程热物理学科一级责任教授，航空发动机气动热力国防重点实验室副主任，长期从事动力工程、工程热物理及流体力学领域的教学与科研工作，并在基础科研和多学科的应用技术领域取得了一系列国际领先水平的创新性科研成果。他在1984年发明的"沙丘驻涡火焰稳定器"，获国家发明一等奖，钱学森同志称之为"一项长中国人志气的重要发明"。该成果广泛应用于我国多种军用航空发动机中，取得了数以亿元计的经济效益，至今仍保有先进水平。本刊记者于今年10月采访了高歌教授，了解到了他近期从事的一些前沿科研工作的最新进展，尤其是他对龙卷风的研究及其工程应用价值，让人耳目一新。   
高歌教授在采访中提到，传统的航空发动机技术虽然还在不停地改进提高之中，但受到原理和材料工艺上的限制，已经逐渐逼近了性能发展的极限。目前虽然涌现出一些新型航空发动机技术，但仍然没有走出依靠压力膨胀过程来实现热功转换的思路。他强调，人们应该另辟蹊径，寻找其他可用的工作原理。为此，他研究了自然界龙卷风的形成与强化机制，发明了一项称为"余热增推"的技术，直接利用龙卷旋涡实现热功转换并提取能量，用以提高航空发动机的推力和工作效率，这是具有独创性的重大科研成果，是人们未曾涉足过的一片新天地。   
传统航空发动机技术需要新的突破高歌首先提到，航空发动机经历了两个大的历史阶段，第一阶段就是在1950年以前，主要是活塞发动机的使用。第二阶段在二次世界大战以后，涡轮发动机迅猛发展，一直占据着霸主地位，它有很多的变种，如涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机等，但其核心技术都是压气机－涡轮组合，即燃气轮机。   
很早就有人提出，涡轮发动机过了巅峰期以后有没有后续机种。为什么会提出这个问题呢？因为人类所发明的热机到目前为止，绝大多数都是依靠压力膨胀过程来实现热功转换的，活塞发动机、涡轮发动机都是如此。而要提高涡轮发动机的性能主要有两条途径，一个是提高压比，另一个是提高涡轮前温度，这是它的工作原理决定的。但提高压比、提高涡轮前温度是有一定限制的，设想压比达到40左右，压气机的转速会很大；同时压比提高，叶片的强度也成问题。所以无论从压比还是从温度来说，涡轮发动机基本上快要接近其性能极限了。   
当然，所有发动机在其发展的历程中，性能都有从低到高的发展过程。但如果原理上不出现重大变化的话，就不会有本质的改变。如涡轮发动机压气机本身的效率，四十年前是81%～82%，而今天，最好的压气机的效率是86%～87%。可以看出，大约每十年只提高1%多一点。人们不得不考虑未来航空发动机的出路问题。   
脉冲爆震发动机和旋转冲压发动机航空涡轮发动机目前出现了很多新的机种，如脉冲爆震发动机、冲压发动机等，这是主要的几个研究方向，也是试图找到大幅提高航空发动机性能的技术尝试。但这些发动机还处于摸索阶段，高歌一一对其技术难点和缺陷进行了分析。   
高歌提到，脉冲爆震发动机噪声巨大，工作频率跟不上去。工作频率就是指爆震燃烧频率，要100赫兹左右才能够产生足够的比冲，如果到不了这个频率，比冲不够，与涡轮机相比就没有竞争力。设想在一个空腔里面，排气、进气一秒钟来回一百多次，而且还没有一个活塞把气体推出去，只靠自己的膨胀过程来填充、爆炸，再填充、再爆炸，这本身是非常困难的。   
冲压发动机不能解决零速启动、低速情况下的低效率等问题。高歌向记者介绍到，最近国内外都在进行旋转冲压发动机的研究，旋转冲压发动机就是想克服直流式冲压发动机不能零速起飞的缺点。旋转冲压发动机内部有一个转子，启动时首先用电力驱动，或是由其它起动机让转子高速旋转，气流进入转子后再发生冲波，产生高压，利用转子本身的旋转制造一个超声速或者跨声速的入流，在旋转场里提高马赫数，最后达到冲压的效果。美国一台一百千瓦级的旋转冲压发动机已经试运转成功了。   
但旋转冲压发动机运用到航空发动机上有很大的难度，首先要解决发动机直径问题，飞机不可能安装直径太大的发动机。另外，转子旋转以后燃烧系统如何配置，高超声速气流进来如何变成没有旋转，研制出来以后能不能在效率、尺寸、推重比等方面和现有的涡轮发动机竞争，这都有待未来发展才能得出定论。本来冲压发动机就是一个空筒子，现在有一个转子在发动机里面旋转，解决了低速启动的问题，但飞到高速以后，气流冲进来遇到了转子这样一个大障碍物，如何解决，还面临一系列的问题。高歌认为旋转冲压发动机的前途将取决于一系列关键技术能否得到妥善解决。
    脉冲爆震发动机、冲压发动机等这些新技术，依然没有摆脱传统的热机工作原理，只是改进而已，真正的突破还要在其他方向上寻找。   
龙卷风原理在航空发动机上的应用高歌谈到，航空发动机最近显示了一些很有前途的研究方向，就是有没有可能不利用压力膨胀过程来实现热功转换，而以往所有热机都是压力膨胀实现热功转换的。他把研究方向瞄向了自然界的龙卷风。龙卷风不是利用压力过程而是利用旋涡，依靠龙卷风式的特殊旋涡的旋转把热能变成机械能。高歌带领的研究人员已经在这方面做了大量试验和应用研究。   
高歌指出，龙卷风的旋转能量来源对于研究大气流体力学的人来说，他们肯定可以明白无误地说，这是龙卷风外围的热气流的热能提供的旋转能量，但有一些教条的人会说，"热力学上没有这一说法，热能变成机械能必须要有压力膨胀过程！"实际上龙卷风在旋转过程中遵守着流体力学的一个定理，称为克罗科（Crocco）定理。这个定理通俗地讲，就是在一个旋涡的外围，如果外边热里边冷，就产生了一个沿半径方向内指的焓梯度，或是温度梯度，这个焓梯度越大，旋风的旋转强度就越大。如果在龙卷风外围有热量加入的话，龙卷风就会得以强化。   
高歌利用龙卷风的原理开发了一项"余热增推"技术，在不改变核心机的前提下可以轻而易举地获取发动机推力的增加，增推效果相当可观。这项原理和技术是高歌首创的，并且在航空发动机上得到了验证，有重大的实用价值。通过"余热增推"技术，可以直接利用龙卷旋涡将热能转换为旋转动能，进而提高发动机的推力和推重比、降低单位推力的耗油率。龙卷风组合燃烧技术也可极大地改善燃烧性能，使燃烧效率从85%提高到97.5%，阻力、贫富油、稳定性等性能指标也达到国际领先水平。可以断言，龙卷风原理开辟了热机发展一个值得探索的新方向。     
克罗科定理在20世纪初就有了，是一个纯粹的理论工具，人们没有找到其工程技术运用的途径。高歌首先在试验中发现龙卷风能够把热能变成机械能，然后想到了能利用它来增加发动机推力，最后才找到了克罗科定理。并不是克罗科定理指导其开发出有关技术，而是高歌做出来以后为了找理论解释才想到了克罗科定理。   
高歌强调，中国人应增强自信心，我们有能力在科技领域自主创新。"沙丘驻涡"技术为我国的航空发动机技术做出了贡献，而这项"余热增推"技术比"沙丘驻涡"的价值要大得多。   
物质观的改变和真空能发动机高歌还将研究方向扩展到高能物理方面。他说，21世纪伊始，就传出了一些和20世纪科学观有着重大突变性质的观点，一个是物质观的改变，另外一个就是关于真空概念的改变。所谓物质观的改变，就是宇宙的物质构成是4.4%的显物质，95.6%的暗物质、暗能量。暗物质、暗能量是什么，怎么提取它、利用它，将成为21世纪科技具有划时代变革意义的一个标志。如果能够提取和利用暗物质、暗能量，人类的科学技术和文明就要进入一个崭新的新纪元。   
有关真空概念，过去的课本上都说真空是什么也没有，现在真空观发生了重大变化，认为"真空是物质的凝聚态"（李政道语），真空是能量海，蕴藏着极大的能量。有人说1立方厘米真空里面含有1095克的能量，通过质能互换定理（E=MC2），可以把真空中的能量看成无穷大。   
高歌进一步解释到，暗能量充斥于远离星系的宇宙深空之中，具有单纯磁性斥力而导致宇宙加速膨胀；在地球周围真空中则凝聚着暗物质，具有单纯吸力。暗物质粒子的尺度和电子相同，可以自由穿透显物质实体，实际上人们都"浸泡"在这样一个暗物质的海洋里，因为各个地方的密度都一样，就不易感觉到它的存在。如何才能"感觉"到它呢？就是在容器中用旋涡或者是电磁、冷核聚变等方法，把一个局部空间变成真空，即所谓的显物质真空，这样暗物质的浓度就要进一步地提高，与有显物质的外围就不一样了。暗物质有了密度梯度以后，它就会对显物质发生作用，真空对显物质的作用称为"界变"。   
"界变"和物质的"相变"是完全不同的，和"质变"也有区别，真空就是一个界变点，物质和真空相互作用会发生能量形态和物理属性上的突变。可以说，真空的重大作用就是使物质能够发生界变，而界变能够使正熵过程变成负熵过程，正物质变成反物质。真空中的暗物质具有吸聚作用，可增强旋涡的旋转，这就是旋涡真空能动力系统的基础原理。"真空能"在国外称为"ZeroPointEnergy"。以这个理论为指导，应用在工程上，例如：磁流体真空能系统能够制造出反重力系统，而真空能技术也可与航空涡轮发动机组合起来。   
高歌认为，以上两种观念的改变要引起人类科技的一个天翻地覆的变化，对航空发动机而言，今后一个确凿无疑的发展方向，第一步就是发展涡轮和真空能组合发动机。这是一种混合式动力系统，是一种真空能发动机的初级应用形式，但对于现有的航空发动机技术已经是高级形式了，它将是现有航空涡轮发动机的后续机种。2001年在英国伦敦召开了一次场推进会议，有个美国专家提出来，20世纪是核能世纪，21世纪是真空能世纪。还有人认为，5年之内有可能造出真空能发动机。高歌在真空能发动机方面也做了大量的研究，证明了真空能的存在和提取的可能性，也证实了在航空发动机上应用的可能性。   
第二步就是制造纯粹的真空能发动机。真空能发动机既包括水平动力式，也包括垂直动力式。垂直动力的单极磁流体真空能发动机就是做成一个圆盘形，它具有几十吨到上百吨的提升力，可以使飞行器悬浮在空中，也能高速升降。这种发动机在今后的几十年内一定能够造出来，高歌希望能亲自参与我国真空能发动机的研制工作，并亲眼看到它实用化的到来.高歌还称,中国一旦率先研发出真空能发动机,那么美国空军的战斗力将在中国空军面前后退五十年。   
除了真空能发动机，下一代航空航天动力系统就是反质子发动机，研究的序幕已经拉开。2003年7月，美国NASA把反质子发动机列为今后十年的三大绝密项目之一。反质子发动机制成以后，将会为航空航天飞行器提供非常强劲的动力，因为它可实现全部的质能互换。高歌说："美国人能不能成功，我不做评论，美国人走的方向和技术细节我们也不清楚。但我们也不必一天到晚跟着他们后面走，我们可以走出中国人自己的路。以中国人的智慧，完全可以自主创新做出这些东西来。
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  　我们军事航空与民用航空很久以来一直都得“心脏病”，主要就是我们自己的航空发动机制约着中国航空技术发展的瓶颈。现在这个情况开始有所改观了，已经逐步摆脱了这个困境，从刚开始引进英国“罗。罗”发动机并仿制，到目前我们自行研制出来的“太行”与“秦岭”，都说明了我们中国开始冲出其他国家的技术封锁了，并且开始研制高新的先进的真空能发动机。这是我们航空航天动力系统的科研工作者们奋斗了多年的成果，是值到骄傲的。

我对中国的航空工业不抱希望，中国发动机目前还是模仿阶段的。

我只知道中国现在连汽车发动机都造不出好的来，这些宣传材料写得这么玄乎，有什么用呢？如果国家真的搞成了这个东西，甚至只是决心要搞成他，那肯定都是要保密的，这样拿出来宣传，可以肯定，国家方面可能根本就没有想搞成这个，或者更本就没有开始搞！

楼主说的真空发动机只是一个噱头。抢眼球罢了，归根结底还是对于“暗物质”及“反物质”等新能原的利用。

      目前对于反物质的研究要属在瑞士建立的全世界最大的粒子加速器。只运行了几天就出故障维护了。据说最早要09年的9月才能继续运行。而且延迟的可能性很大。对于反物质做为新能源的使用，国外学术界很早就开始研究讨论了。更有消息说如果使用“反物质”作为能源的宇宙飞船发射到火星的话，只需要半个月时间。而目前的火星探测器都需要6-10个月时间。

      其次我国对于暗物质的研究也是09年刚刚发布的某科研单位与清华大学在某座山的地下几百米深处建立的“暗物质”研究实验室。建在地下是为了避免外界的干扰，据说是世界上研究条件最好的暗物质研究实验室。要等结果出来至少也得若干年后。等到这一重大技术产生真正的使用价值，我只能期望在有生之年能够目睹就满足了。

[[i] 本帖最后由 xinsun01 于 2009-7-15 19:05 编辑 [/i]]

美国人能不能成功，我不做评论，美国人走的方向和技术细节我们也不清楚。但我们也不必一天到晚跟着他们后面走，我们可以走出中国人自己的路。以中国人的智慧,国人因该坚信自主开发,自主创新才能追上世界科技,老是跟着别人走永远也落后对手.国家应该鼓励创新，完善科技创新机制，不仅鼓励成功，也允许失败。保护知识产权，支持成熟的科技成果完成生产的转变，要让它们从社会效益中得到经济利益，重点科学家加强保护，为他们提供好的科研、生活、条件，让他们一心一意，无后顾之忧的引领中国基础研究的突破性发展。领导内行、无私很重要。尊重科技、尊重人才尉成社会风气。

听这么玄的东西不该是中国能搞出来的。暗物质，不是现在这个时代能利用的东西

连核能都用不好，还暗物质，做好眼前这些常规的东西就过完美了。

什么时候投入使用？我们拭目以待。希望这一天早些到来。

真的假的，真的话就好了，希望不是国人的意淫！

我只知道中国现在连汽车发动机都造不出好的来，这些宣传材料写得这么玄乎，有什么用呢？不要欺骗自己了。

理论说的好有什么用，要看到实际的东西。国内发动机的研发一直是弱项，不管是车用的、舰艇用的，还是飞机上用的。现在主要任务是把国际上飞机早已通用的涡轮风扇发动机研制好了，装在我们自己生产的战斗机上，不必再看外国的脸色。

[quote]原帖由 [i]kelvin2214[/i] 于 2009-7-15 18:39 发表 [url=http://67.220.92.13/bbs/redirect.php?goto=findpost&pid=34966994&ptid=2244853][img]http://67.220.92.13/bbs/images/common/back.gif[/img][/url]
我对中国的航空工业不抱希望，中国发动机目前还是模仿阶段的。 [/quote]
1、工业化是一个逐步积累的过程，人家都发展上百年了，我们才多长时间！发动机工程作为现代工业之花，使我们必须而且一定能发展好的，不仅是工业的升级换代，而且对于民用、国防都有不可估量的意义！
2、太行的出现，为我们带来了希望。它的意义不仅在于发动机本身，而是以此为契机，带来的发动机产业的蓬勃发展。
3、我对中国的航空工业抱有希望，但是路很长 。

是不是真的呀？“真空能”这个字眼，怎么听起来这么像伪科学呢？

就会忽悠，中国不可能搞出这种技术，就凭中国现在的实力，也只能达到模仿的程度，创新就别提了，不说别的，就是中国最先进的航空服，还不及美国上世纪60年代水平，体积太大，合不合适，这一点就能看出中国的航天事业才是万里长征的第一步。

中国应该把领先的科技尽快转化为军事力量，国强无人欺，用最先进的武器武装我国军队，要不连那些越南这样的小国，还要不时的咬我们一口，掠夺我国资源。

人才第一，科技第二，军事第三，经济第四，中国按照这个顺序发展吧！肯定能强大！

希望可以早日成为现实，分析的很专业。不是很理解。

看上去还可以,不知是不是真的.中国现在是在各个层次(层面)都要发展才行.

真的假的啊？如果是真的那对中国军事来说简直是第一的好消息，中国飞机将彻底摆脱发动机进口，国产性能不足的最严重问题，直接达到世界航空的最领先位置

又是意淫的文章，说了半天，跟科幻的没什么区别。