美國空軍尋求研發旋轉引爆火箭引擎以推進高速度武器技術

美國空軍正在尋求提案，以開發和飛行測試一種結合循環旋轉爆燃火箭引擎，旨在未來的高速武器。該計劃旨在將技術從早期概念驗證階段推進到在相關環境中展示的原型，預計需要 36 到 48 個月的時間。該引擎利用旋轉爆燃的方式進行推進，燃燒過程是通過一系列持續的衝擊波驅動的爆炸進行的。此計劃支持高效便宜的質量彈藥（HAMM）的開發，初步提案的截止日期為 2026 年 11 月 16 日。

美國空軍研究實驗室（AFRL）正在尋求行業提案，開發和飛行測試一種結合循環旋轉爆燃火箭引擎，該引擎專為未來的高速武器而設。這項技術利用持續傳播的爆燃波來燃燒燃料，有望成為傳統火箭推進的替代方案。該計劃旨在將引擎從實驗室概念驗證推進至在相關環境中展示的原型，預計需要 36 到 48 個月的時間。該計劃由位於加利福尼亞的愛德華斯空軍基地的 AFRL 火箭推進部門管理，並根據 HERMES 廣泛機構公告進行。

初步白皮書的截止日期為 2026 年 11 月 16 日，該計劃的目標是進行飛行演示以支持 HAMM 的發展。

旋轉爆燃引擎的工作原理

傳統火箭引擎通常在燃燒室內持續燃燒燃料，以產生熱氣體並產生推力。而旋轉爆燃引擎（RDE）則使用不同的燃燒過程，產生一種以超音速速度環繞圓形室的爆炸波。當波在室內移動時，它點燃進入的燃料和氧化劑混合物，持續產生一系列重複的爆燃。這一過程利用爆燃產生的壓力，而不僅僅依賴於傳統的緩燃燃燒。研究人員正在調查這項技術，因為它可能提高推進效率，同時減少引擎的尺寸和複雜性。

旋轉爆燃過程還可能減少對某些傳統引擎組件的需求，潛在地允許更緊湊的推進系統。然而，實際的好處取決於引擎設計及其運行條件。

結合循環引擎的優勢

AFRL 的計劃專注於一種結合循環配置，稱為旋轉爆燃火箭引擎-結合循環（RDRE-CC）。這一設計結合了火箭推進和空氣呼吸操作，允許引擎在飛行的部分過程中利用大氣中的氧氣，而無需攜帶所有所需的氧化劑。這一方法可以幫助應對高速飛行的需求，因為推進系統必須在不同條件下運行。結合循環引擎必須整合兩種運行模式，同時保持穩定的燃燒並在整個飛行輪廓下提供所需的性能。計劃中的開發工作涵蓋引擎設計、測試和與飛行器的集成。

地面評估將包括直接連接測試，這些測試檢查引擎在連接的測試設置下的操作，以及自由噴流測試，這些測試使推進系統暴露於模擬的高速氣流中。這些測試旨在在發射演示車輛之前，評估引擎在與其預期飛行環境相關的條件下的性能。該計劃預計將通過一次飛行測試結束，該測試中，地面發射的探測火箭將引擎驅動的飛行器提升到所需的條件，以演示其操作。AFRL 計劃將技術從技術成熟度級別 3 推進至級別 6，後者的原型已在相關環境中展示。

該徵集要求參與企業提交提議設計、測試方法、時間表和初步成本估算。選定的申請者可能會被邀請提供完整的技術和成本提案，具體取決於資金的可用性。

該計劃建立在美國軍方對基於爆燃的推進技術的持續研究之上。RTX 的普惠公司在 2025 年根據 DARPA 的 Gambit 計劃進行了旋轉爆燃引擎的測試，該計劃旨在為未來的長程武器尋求空氣呼吸推進。AFRL 的研究人員也在愛德華斯進行了基於地面的旋轉爆燃火箭引擎測試。

旋轉爆燃技術的潛在影響

旋轉爆燃火箭引擎技術的發展，可能會顛覆傳統火箭推進的設計理念，尤其是在高速武器的應用上。這種引擎的高效推進方式不僅能減少引擎的尺寸和複雜性，還能提升推進效率，這對於軍事應用至關重要。隨著美國軍方對新型推進技術的重視，這項計劃的成功將可能引導未來武器系統的重大變革，特別是在長程打擊能力和反應速度方面的提升。