永无休止的爆炸可能是高超音速飞行和太空飞机从地球无缝飞入轨道的关键。现在，研究人员在实验室中重现了爆炸现象，使之成为可能。
爆炸是一种特别强大的爆炸，其向外移动的速度比爆炸速度快。声速。发生的大规模爆炸去年八月震撼了黎巴嫩贝鲁特港是一次爆炸，它造成的广泛破坏表明它们可以产生巨大的能量。
科学家们长期以来一直梦想着制造能够利用这种能量的飞机发动机。理论上，这种飞行器可以在一小时内从纽约飞往伦敦。但爆炸非常难以控制，而且通常持续时间不到一微秒，因此目前还没有人能够使其成为现实。
有关的：史上十大最严重的爆炸
现在，来自中佛罗里达大学的一个团队创建了一个实验装置，可以让他们在固定位置维持爆炸几秒钟，研究人员表示，这是朝着未来高超音速推进系统迈出的重要一步。
中佛罗里达大学机械和航空航天工程副教授卡里姆·艾哈迈德 (Kareem Ahmed) 表示：“我们在这里要做的就是控制爆炸。”他也是周一（5 月 10 日）发表的一篇关于该研究的新论文的主要作者）在日记中美国国家科学院院刊。
艾哈迈德告诉《生活科学》杂志：“我们希望将其冻结在太空中并利用这种能量。现在我想利用它并用它产生推力，而不是像你在黎巴嫩看到的那样摧毁建筑物。”
“如果我们能做到这一点，我们就能超快地旅行。”
这一突破建立在数十年对称为斜爆震波发动机（ODWE）的理论推进系统的研究之上。
该概念的工作原理是将空气和燃料的混合物以高超音速（超过音速的五倍）流向斜坡，从而产生冲击波。这种冲击波迅速加热燃油-空气混合物并使其爆炸，将废气从发动机后部高速喷出。结果呢？推力很大。
当空气和燃料的混合物以这种方式爆炸时，燃烧效率极高，几乎 100% 的燃料都被燃烧。爆炸还会产生很大的压力，这意味着发动机可以产生比其他方法大得多的推力。
研究人员表示，从理论上讲，这种爆炸应该能够以高达 17 倍音速的速度推动飞机，这足以让航天器飞出太空。气氛，而不需要搭火箭的便车。
挑战在于维持爆炸足够长的时间来为这种飞行提供动力，而之前的实验演示仅在几毫秒内就达到了顶峰。艾哈迈德说，主要的困难在于防止爆炸向上游传播到燃料源，在那里它可能造成严重损坏，或者进一步向下游传播，在那里它会熄灭。
艾哈迈德说：“一直有这样的问题：‘好吧，如果你坚持了一毫秒左右，你只是暂时坚持了吗？’”“你不知道自己是否已经稳定下来。”
为了看看他们是否可以改进之前的记录，艾哈迈德和他的同事建造了一系列大约 2.5 英尺长（0.76 米）的房间，用于混合和加热空气和氢气然后将其加速到高超音速并在坡道上发射。
通过仔细平衡空气燃料混合物的比例、气流速度和坡道角度，他们能够产生保持固定位置约 3 秒的爆炸。
艾哈迈德说，这个时间足以确认爆炸稳定在固定位置，并且没有向上或下游传播，这是实现现实生活中的 ODWE 的第一步，也是重要的一步。
德克萨斯大学阿灵顿分校机械和航空航天工程教授 Frank Lu 专门研究基于爆震的发动机，他表示展示稳定的爆震是一项重大成就。为了开发实用的发动机，研究人员现在必须弄清楚如何在一定的速度和高度范围内运行，并处理由燃料和空气混合不均匀等因素引起的燃烧不稳定问题。
“我认为研究人员做得非常出色，并期待进一步的结果，”卢告诉《生活科学》。
艾哈迈德解释说，研究人员只进行了几秒钟的实验，主要是因为爆炸的强度会迅速侵蚀测试室的玻璃侧面。他说，他们在最初的测试中必须使用玻璃，以便能够对爆炸进行光学测量，但如果他们用金属侧面替换玻璃，他们应该能够持续更长时间的爆炸。
艾哈迈德满怀希望地说，测试装置的结构与全尺寸 ODWE 的设计没有太大不同。研究人员现在面临的主要挑战是弄清楚如何改变燃料混合物、空气速度和斜坡角度这三个关键因素，同时仍然保持爆炸的稳定性。
艾哈迈德说：“现在，我们已经证明它是可行的，探索如何在更大的操作领域维持它更多是一个工程问题。”
相关内容：
