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實(shí)際上有一個(gè)悖論，世界是依靠“傳統(tǒng)”來推進(jìn)的還是依靠“創(chuàng)新”來推進(jìn)的？在這一個(gè)問題上來看，W君是堅(jiān)決的站傳統(tǒng)的，是不是有那么一點(diǎn)反常識(shí)？

今天聊到這個(gè)話題，是因?yàn)橛蟹劢z給W君發(fā)來了這樣的一個(gè)東西：

這玩意叫做“歐米茄1（Omega One engine）”發(fā)動(dòng)機(jī)。

簡單的說下工作原理：歐米伽發(fā)動(dòng)機(jī)的名字就已經(jīng)很好的揭示了這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，“Ω”形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)由兩個(gè)輪組成，其中的一個(gè)輪子上有一個(gè)特定形狀的缺口，形成了“Ω”形，另一個(gè)輪子上則有一個(gè)凸起。兩個(gè)輪子緊緊貼在一起由齒輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)缺口和凸起嚙合在一起的時(shí)候就產(chǎn)生了擠壓效應(yīng)，提高缺口內(nèi)的空氣-燃料混合物壓力，從而在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)完成一個(gè)內(nèi)燃機(jī)“吸、壓、做、排”的動(dòng)作，也就是轉(zhuǎn)一圈完成了普通活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)兩圈的工作。

由于沒有復(fù)雜的氣缸、活塞、曲軸、飛輪等一系列和“做功”無關(guān)聯(lián)的部件，這種發(fā)動(dòng)機(jī)不僅僅做到了最大的輕量化并且運(yùn)行相當(dāng)平穩(wěn)。

聽起來是不是非?！?strong>革命性”？甚至讓人有點(diǎn)興奮？但問題也正是從這開始的。

W君為什么不“買帳”呢？

這類發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，W君不是沒見過。其實(shí)每隔幾年都會(huì)冒出一個(gè)“即將改變內(nèi)燃機(jī)命運(yùn)”的新概念：有人搞偏心波輪機(jī)，有人搞等離子點(diǎn)火，有人搞靜音燃爆微型機(jī)芯……但結(jié)果呢？除了媒體吹，除了自媒體閱讀量暴漲之外，有哪一個(gè)真正上了戰(zhàn)場、進(jìn)了汽車、走進(jìn)了工業(yè)？

Omega One 的設(shè)計(jì)，表面看起來極為優(yōu)雅：沒有活塞，沒有曲軸，沒有連桿，沒有氣門，幾片盤子一旋轉(zhuǎn)就能“吃進(jìn)去空氣、吐出能量”，甚至號(hào)稱可以同時(shí)兼容汽油、柴油、氫氣甚至航空煤油……聽起來是不是比什么渦輪機(jī)、活塞機(jī)、轉(zhuǎn)子機(jī)還牛？

但工程這東西，不是拼“聽起來好像很合理”，而是看“能不能跑、能不能冷、能不能修、能不能量產(chǎn)”。

首先，密封就是一個(gè)巨大的“天坑”。通過旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)并非只有Omega One一個(gè)，這里咱們旁證一下（有點(diǎn)得罪馬自達(dá)車主了……），馬自達(dá)在上世紀(jì)六十年代開始使用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)作為自己的汽車動(dòng)力。

一時(shí)間“轉(zhuǎn)子無敵”的觀點(diǎn)在汽車圈子里面就爆開了，很多人就被這種新奇的發(fā)動(dòng)機(jī)所吸引。不過，馬自達(dá)當(dāng)年購買的是德國NSU的專利和技術(shù)授權(quán)，NSU很多人不熟悉，這是一個(gè)1873年成立的德國車企，在1969年被大眾收購，在之后又和一家叫做“汽車聯(lián)盟”的車企進(jìn)行合并重組，最后就誕生了一個(gè)大家很熟悉的汽車品牌——奧迪。所以，只要用大腳趾頭都可以想清楚的一件事就是如果“轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”真的能打，那么我們現(xiàn)在看到的奧迪車早就應(yīng)該普遍使用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)了吧？

而事實(shí)是——在2010年奧迪還的確是想復(fù)活轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，推出了一個(gè)叫做“E-REV”的電車方案

利用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在合適的時(shí)候給電池充電，作為電車的增程方案存在。又是十幾年過去了，這個(gè)東西依然沒有落地。

其實(shí)，前面說的Omega One引擎也是如此，本身“高科技”，看起來讓人眼前一亮，但現(xiàn)在W君直接預(yù)測——它并不能走得比“轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”更遠(yuǎn)。

原因恐怕就在于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)才是內(nèi)燃機(jī)的最優(yōu)解。

這里很多人要問為什么了，答案似乎很反直覺——雖然往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒效率和轉(zhuǎn)換效率上并不占優(yōu)勢，而且燃燒室之外龐大復(fù)雜的機(jī)構(gòu)也讓活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)顯得龐大笨重，但是這些額外的東西都是必須存在的。

實(shí)際上，由于Omega One引擎的圓盤結(jié)構(gòu)，燃燒往往僅在圓盤的一段位置上進(jìn)行，而熱量的發(fā)散則會(huì)導(dǎo)致圓盤結(jié)構(gòu)本身的熱并不均勻，簡單的熱脹冷縮知道吧？這會(huì)讓圓盤結(jié)構(gòu)在工作的過程中產(chǎn)生質(zhì)量偏移的情況，導(dǎo)致這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作的時(shí)候會(huì)有更加明顯的震動(dòng)。同時(shí)，這種不可控和不可計(jì)算的熱致變形也讓Omega One引擎的氣密和配合出現(xiàn)偏差。如果要對這些弊端進(jìn)行修正其實(shí)所需要花費(fèi)的外圍設(shè)計(jì)就要遠(yuǎn)比發(fā)動(dòng)燃燒室環(huán)結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多了。

相對應(yīng)地往復(fù)式活塞引擎似乎也很難穩(wěn)定質(zhì)心對吧？但可以依靠多個(gè)活塞氣缸加上曲軸的設(shè)計(jì)讓轉(zhuǎn)動(dòng)更加平穩(wěn)：

如果這還不行，甚至可以制作星形引擎讓發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞垂直于軸線運(yùn)動(dòng)：

所以W君說活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)就是當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)體系的最優(yōu)解——不是因?yàn)樗昝?，而是因?yàn)樗械摹叭秉c(diǎn)”都已經(jīng)可以被工程體系所吸收。

那些你以為的“冗余結(jié)構(gòu)”，比如飛輪、曲軸、連桿、缸體強(qiáng)化、氣門調(diào)控，這些其實(shí)都是為了解決兩個(gè)根本問題：燃燒的控制性和能量輸出的穩(wěn)定性。這些結(jié)構(gòu)雖然看起來繁復(fù)，但它們穩(wěn)定、易冷卻、易修復(fù)、可批量生產(chǎn)、性能一致性高——這才是工業(yè)的核心。

當(dāng)然了，這是點(diǎn)科技樹的問題。

一個(gè)技術(shù)被發(fā)明出來，例如汽車：

奔馳1號(hào)安裝了一臺(tái)0.9升的單缸引擎。

實(shí)際上它的結(jié)構(gòu)就更符合我們印象中的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，

這個(gè)引擎和我們現(xiàn)在常見的汽車引擎有很多不一樣的地方，在下部有一個(gè)巨大的飛輪，依靠慣性維持發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的旋轉(zhuǎn)，通過在氣缸周圍鋪滿纖維棉花加熱汽油，依靠汽油的蒸汽混合空氣進(jìn)入汽缸內(nèi)爆燃可以取得最大500瓦（2/3馬力）的輸出功率。

我們很熟悉的化油器、增壓渦輪、連桿瓦、曲軸瓦、阻水圈、機(jī)油泵、曲軸等等部件在這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上都沒有任何蹤影。甚至正時(shí)盤、油門也不存在。

這些東西是如何一點(diǎn)點(diǎn)被加進(jìn)去的呢？主要是為了修復(fù)這種“經(jīng)典的發(fā)動(dòng)機(jī)”在使用中的各種弊端。就是一點(diǎn)點(diǎn)一點(diǎn)點(diǎn)的改進(jìn)。每次改進(jìn)，科技樹就傾斜一點(diǎn)，到了一個(gè)半世紀(jì)之后，再看現(xiàn)在的引擎是不是已經(jīng)和之前的原型設(shè)計(jì)有了巨大的區(qū)別？

經(jīng)典汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要素在最新的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上上存在，但只是現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上一個(gè)很小的部分，功能的實(shí)現(xiàn)方式也有了翻天覆地的變化。

這一切就源于在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下在當(dāng)時(shí)的材料選擇上不斷被“點(diǎn)歪”的科技樹發(fā)展上。如果當(dāng)時(shí)有燃油噴射系統(tǒng)，第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)是不會(huì)在氣缸外裹著浸滿汽油的毛氈的；如果當(dāng)時(shí)有正時(shí)皮帶，第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)也不會(huì)依靠一個(gè)不斷打火的火花塞來引火。

這就是今天的主題“世界是依靠‘傳統(tǒng)’來推進(jìn)的還是依靠‘創(chuàng)新’來推進(jìn)的？”一個(gè)“創(chuàng)新”是很難推動(dòng)世界發(fā)展的，只有在這個(gè)“創(chuàng)新”上不斷的修修改改，用現(xiàn)有的技術(shù)不斷彌補(bǔ)“創(chuàng)新”中的各種不足，才能真正的有改變世界的能力。真正改變世界之后，回頭再看這些“創(chuàng)新”就已經(jīng)是幾十年前的事情了，所謂的“創(chuàng)新”也就早成了“傳統(tǒng)”。

其實(shí)這是一個(gè)相當(dāng)簡單且樸實(shí)無華的道理。但不知道怎么的，到了軍迷圈子里就成了一個(gè)被忽略掉的部分。

例如斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，本質(zhì)上我們僅僅在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中構(gòu)建了一臺(tái)推力只有40公斤的概念模型，驗(yàn)證了這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可以燒煤油。就成了我們有“16馬赫”飛行速度的戰(zhàn)斗機(jī)了。

這事情就有點(diǎn)非理性了。

這樣理解，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)有可能能在16倍音速的飛行環(huán)境中工作，這只是發(fā)動(dòng)機(jī)可能達(dá)到的性能。但是要知道，目前還沒有任何一種材料可以經(jīng)受住這么高速度下的氣動(dòng)加熱。

馬赫2.7以上持續(xù)飛行，飛機(jī)主體結(jié)構(gòu)的溫度可以達(dá)到380度。這是可以讓鋁鎂合金散架的溫度，為此“米格”-25采用了更耐高溫的不銹鋼制造，SR-71也是全身使用了鈦合金

飛行速度達(dá)到了馬赫16，在臨近空間的聲速大約為280米/秒，大氣密度不足地面上的0.01%，但即便是這種環(huán)境下，馬赫16的高速也可以輕而易舉的讓飛行器表面達(dá)到3000K ~ 4000K的溫度，也就是3000～4000度。（當(dāng)然了，你可以去減273.15換算成“更精準(zhǔn)”的攝氏度）。已知的人類材料中只有少數(shù)幾百種可以在這個(gè)溫度下不被汽化，在這不被汽化的幾百種材料中僅有幾種可以隔絕熱量，讓外部的氣動(dòng)熱不影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

再加上幾種高熱量下蒸發(fā)吸熱的材料

實(shí)際上可選做“16馬赫戰(zhàn)斗機(jī)”的材料幾乎為0。

舉個(gè)例子：2024年一架X-43A被B-52攜帶至高空，進(jìn)行驗(yàn)證飛行。

一提到X-43A很多軍迷都會(huì)想到是這張圖：

沒有錯(cuò)誤的！這的確是X-43A的本體，但很多軍迷會(huì)忽略掉一個(gè)很重要的信息——“尺寸”。

這是X-43A掛在B-52上的樣子：

“黑飛機(jī)”變成“白飛機(jī)”了？你得有大家來找茬兒的眼力才能注意到圖片中的X-43A

X-43A長度只有3.7米，翼展只有1.5米，高度只有0.6米，什么概念？其長度和去年新出的奇瑞QQ相比要短2厘米，高度僅僅為奇瑞QQ的一半，寬度基本相當(dāng)。

軍迷們很喜歡的PL-15的長度為3.9米，這架“超高音速飛行器”裝不下一枚PL-15。

那么飛行成績?nèi)绾文兀?/p>

2004年11月16日X-43A在飛馬座火箭助推器在 40000 英尺高空與 B-52 運(yùn)載器分離，其固體火箭在 110000 英尺高空將整體速度提升至馬赫 10 。X-43A 以馬赫 9.8的速度分離，發(fā)動(dòng)機(jī)以馬赫 9.65 的速度啟動(dòng)，持續(xù) 10-12 秒，推力約等于阻力，14 分鐘后滑翔墜入太平洋。

在這段飛行時(shí)間內(nèi)消耗了1.2噸燃料，并且造成了X-43A失去了回收價(jià)值。一次性飛行而已。

但我們推算一下，一架殲-20噸燃油量大約是15噸，以這架高超音速飛行器的油耗來說，可以推動(dòng)其飛行不足兩分半。

實(shí)際上無論中國、美國的高超音速飛行器都在起步階段，目前連奔馳1號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)水平都沒到。畢竟奔馳1號(hào)屬于量產(chǎn)車?，F(xiàn)在的高超音速飛行器都還是試驗(yàn)產(chǎn)品。

這些東西還要繼續(xù)加“外圍”，以保證其可以長時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行。加來加去你以為的高超音速飛行器是這樣的：