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近日,中国科学家成功在风洞中测试一款速度高达16马赫飞行器的消息,引起关注,据获悉之所以我们能研制速度如此之快的飞行器,主要是因为我国科学家攻克了“斜爆轰冲压发动机”,这种发动机被认为相比较于当前高超音速飞行器所使用的“超燃冲压发动机”更先进,也让我国在高效率发动机的研制上站在国际前列。

“斜爆轰冲压发动机”的概念是由上世纪80年代一位名叫理查德·莫里森的美国工程师所提出,该工程师认为可以研制一款冲击波转换为能量的发动机,从而提升发动机效率。然而“斜爆轰冲压发动机”却并不被美国主流社会所认同,因此这款发动机长期只存在于概念中,直到中国科学家完成了它。

(量子引擎概念图)

不过今天我们要展开说的,并不是“斜爆轰冲压发动机”。说起概念性的发动机,除了“斜爆轰冲压发动机”,还有一些想法更加“奇特”的,比如中子电子发动机,无活塞发动机

核聚变发动机、量子发动机等等。而不久前我国的量子计算机取得历史性突破,那么我们不妨来探讨一下将来研制量子发动机的可能。

打破发动机传统,量子引擎正在成为现实,未来离我们还有多远?

(科幻作品中采用量子引擎的宇宙飞船)

量子发动机又名为量子引擎,顾名思义是利用量子的特性来进行发动机驱动。而量子引擎的概率也常常被引入科幻作品中,比如说《三体》中的人类未来所制造的宇宙战舰采用曲率引擎,而曲率引擎就被认为是量子引擎的延伸,而量子引擎与传统发动机的不同之处又在哪里?

传统的引擎发动机基本上都是属于活塞引擎,尽管种类复杂,但其原因基本都大同小异。简单来讲活塞引擎就是在一个气缸中,由机械活塞在其中做功。此外在气缸的两侧各有一个用于燃油喷射的喷射器,另有个进气口和一个排气口或多个气门。可以根据燃料类型添加火花塞。而发动机中的活塞在两个燃烧室之间线性地往复运动,将动能转化为热能并驱动机械整体运转。

打破发动机传统,量子引擎正在成为现实,未来离我们还有多远?

(量子引擎原理)

总的来说,传统引擎活塞做功越大,产生的热能越多,发动机的效率也就越高。量子引擎将抛弃这种物理性运动方式,并不依靠点燃燃料来工作,也不需要机器本身的做功提供动能。量子引擎通过激光迫使粒子中的内部电子加速“跳跃”,并通过“量子纠缠”原理使得粒子之间产生作用力,而量子间的作用力将通过纳米机器将其传导给机械,从而为机械提供能量。

不少科学家相信,量子引擎所产生的能力几乎没有多余的消耗,也不需要化石燃料,并且其效果要远好于传统的活塞引擎。就目标科技的发展来看,量子引擎似乎离我们还很远。实际上量子引擎的原理与量子计算机的原理很像,但作为一款发动机,其便携性以及如何实现常温下量子运动都是我们需要面对的难题,相当于如何把一个庞大且复杂的量子计算机简单化与小型化,并且能随时随地启用。

打破发动机传统,量子引擎正在成为现实,未来离我们还有多远?

(量子引擎概念图)

作为被认为未来科技的方向,量子引擎的前景还是相当被看好的,目前不少国家实际上已经展开关于量子引擎的研究,量子引擎正在成为现实,那么我国能抢占先机么?当然我国作为量子领域研究的前沿国家,肯定也不会落下,未来或许并不遥远。(子文)

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