打破物理定律，“无燃料发动机”「何时」才能实现？

近日据国外媒体报光的NASA文件，NASA正在研究一款不用燃料的发动机，名为（EmDrive）中文名“不可能的推进器”而且并表示可以将人类在10个星期以内人送上火星。

有人认为这一行为是非常荒谬的，怎么可能有不用燃料就可以实现前进的发动机呢？

不过现在通过NASA雄鹰工作实验室（Eagleworks Laboratories）开展的一系列成功测试。EM Drive距离实现更加接近了。

该引擎的发明者、英国科学家罗杰·索耶(Roger Shawyer)已经起草了一份新的专利报告，介绍了新版本的EmDrive引擎，包括一块能使推力大大增强的超导板。

在新的设计中，这块平整的超导板位于引擎的一端，另一端是一块形状独特的非超导板。超导板将最大限度减小多普勒频移，使引擎的动力更加强大。平坦的设计也可以降低超导板的制造成本。

按照设计，利用光颗粒以及在圆锥形封闭室内反射微波，它可在封闭室的细长端部产生推力，从而驱动发动机向前行进。未来有可能会应用在汽车或者航空航天上。

抛开这项试验的真假，人类在发动机制造可谓是费尽了心思。

从一百多年前的古老内燃机发动机，到现在我们汽车上用的活塞式发动机。再到航空航天用的喷气式发动机。

汽车发动机和航空发动机经历了太多历史性的变革，同时也几乎试遍了现有技术条件下的各种方式。如今就让我们一起回顾一下汽车发动机从青涩到成熟再到寻求突破的历程，也许会找到未来发动机的发展方向。

一、汽车领域发展

1、直列式发动机

说到直列发动机，顾名思义，它的所有汽缸均肩并肩排成一个平面。目前在市面上，许多家用车车型都是采用直列四缸或六缸作为发动机作为动力来源。比如宝马130i等

可见直列发动机的应用之广泛。直列发动机具有成本低，结构简单，燃油经济性好等优点，大部分车企都愿意采用。

2、V型W型发动机

V型发动机也是家用比较常见的发动机类型，市面在售的中端车型一般都采用V型6缸发动机。当然也有V10V、12V、V16，V型发动机的尺寸比较适中，放入发动机舱内布局相当合理些，运转起来也相对稳定。而且很多超跑车型也多数使用V型发动机，比如法拉利、兰博基尼等高端车型。

W型发动机是大众集团的专属技术，实质上是由V型发动机演变而来。代表车型有辉腾、奥迪等。

3、水平对置发动机

水平对置发动机一般家用车上用的比较少，这两款发动机是斯巴鲁和保时捷两家独有的。具有左右对称，平衡性优良，振动小等优点。

4、转子发动机

提到转子发动机，马自达用一己之力将转子发动机变成车坛传奇机型。搭载13B-REW转子发动机的第三代RX-7已成为车迷口中的神物。

二、航空航天领域

航空发动机的历史大致可分为两个时期。第一个时期从首次动力开始到第二次世界大战结束。在这个时期，活塞发动机统治了40年左右。第二个时期从第二次世界大战至今。航空燃气涡轮发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代。

1、活塞式发动机

1903年12月17日，莱特兄弟设计的“飞行者1号”飞上了蓝天。

活塞式发动机主要由曲轴、连杆、活塞、汽缸、分气机构和机匣等部件组成。发动机前部有减速器，以降低输出轴的转速。大多数发动机在机匣后部装有增压器以提高发动机高空性能。

2.喷气式发动机

然而，二战后期的工程师终于还是发现了活塞式发动机的极限。总体来说，飞机对发动机功率的需求与其飞行速度的3次方成正比。而对于发动机来说，在V型发动机和转缸发动机已经逐渐把发动机潜力挖掘到极致的时候，提升发动机功率的代价就是大幅增加发动机的重量（比如增加汽缸数量）。因此，以螺旋桨驱动的飞机，其飞行速度面临瓶颈。

此时，德国工程师和英国工程师几乎同时想到了新的解决方案。1939年8月27日，人类历史上第一架喷气式飞机He 178起飞。喷气发动机采用和活塞式发动机不同的循环方式，打破了传统的“吸、压、做、排”四冲程的工作理念。

具体来说，喷气式航空发动机采用了布雷顿循环。在进气道和压气机中进行等熵压缩，在燃烧室中进行等压加热，在涡轮和尾喷管中进行等熵膨胀，然后燃气在外界大气中进行等压放热。

喷气式航空发动机的燃气通过与大气的作用产生推力，比起活塞式航空发动机先由内能转化为机械能然后再借助螺旋桨将旋转的动能转化为驱动飞机前进的动力的方式来说，喷气式发动机产生推力的方式更直接，同时，在理论上，其效率也可以更高。

而涡扇发动机概念的出现，给喷气式发动机的发展带来了新的活力。这种将空气的流道分为内外两个涵道的做法，更加充分地利用了让涡轮和风扇旋转的能量，提升了燃油利用率。

三、未来发展

虽然现在汽车和航空发动机不管是从工作原理还是制造工艺上，都有了翻天覆地的变化。但是随着人们对于科学技术的不断追求 ，环境保护也成为了一个问题。如果真正能出现“无燃料发动机”那将是全人类的福音。

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