主题：【讨论】略谈空天飞机 -- 浣花岛主

当然，首先解决有无的问题。

未来没有人能够预料，所以这里当然只讨论近期内可行的空天飞机动力系统。

1）大气层外是真空，改变飞行器的速度和方向都需要消耗燃料，因此空天飞机要在大气层外飞行，就少不了若干台小型火箭发动机（此时神龙X号相当于一艘神舟飞船啦）。

2）在大气层内的高空飞行过程中，需要把空天飞机加速到10到25马赫（低轨道入轨速度为25马赫），这少不了超燃冲压发动机。

3）超燃冲压发动机只能在高超音速的条件下工作，所以从跑道到高空这一段旅途需要靠涡喷发动机（涡扇不适合高空高速），亚燃冲压发动机，或者大型助推火箭发动机来完成。

美国的X-43A和X-51技术验证机（注意它们都不是空天飞机；X-43A如下图）都采用了液氢超燃冲压发动机(scramjet)，都是被B-52运送到高空并被释放，然后靠助推火箭进一步加速到规定值（约4.5马赫），到最后才可以启动超燃冲压发动机。

一架空天飞机需要同时安装M种N台发动机，这是一个大问题。

去年的世界军事专门有篇文章讲超燃发动机，说MD的技术刚刚能实行超燃状态下连续燃烧，虽然动力还是不行，但已经是很大的进步了。今年就已经实用化了？

99年就听说印度在发展空天飞机，当时应该是神舟1号刚上天不久，看了新闻介绍的技术参数，印度那个空天飞机太牛叉了。

J20网曝后，有人又把美国空天飞机扯出来，于是我又搜了一下，结果再次发现了很多消息，比如下面的新闻：

外链出处

外链出处

吹了半天，原来就是一个模型。兔共只做不说，印度只说不做，真是喜剧的一对。

文中所说的空天飞机的动力系统是有道理的。但是知易行难，模型要变成现实谈何容易？印度连LCA都没有搞定，哪里有资格讨论空天飞机？有雄心壮志是好事，但凡事需要脚踏实地。当然，如果别人的本意就是为了宣传，为吹牛而吹牛，倒也无可厚非。拉选票时还真需要搞这一套，毕竟印度是史上最牛的民主大国啦。

假定某人穿金戴银地招摇过市。印度人的反应是：“哇，真有钱，有面子，羡慕呀！”中国人的反应是：“又从哪儿冒出一农民工级的人物...”

这也许就是文化的不同吧。

目前为止所有的超燃冲压发动机都是试验性的，距离实用化还远得很呢。美帝最牛的超燃冲压发动机技术验证机是去年试飞的X-51A（如下图）。

超燃冲压发动机的原理很简单，但是实施起来面临巨大的技术挑战，所以尽管从1950年代大家就开始试验了，技术的突破也还是近年的事情。

请参见下面的链接。

http://baike.baidu.com/view/1424787.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Scramjet

最后引用百度百科上面的一段叙述。

人家只是改成电影了。全球大卖呀。

虽然说搞了28年+，最终能成一个就是一个，不能总对人家冷嘲热讽的，做人要厚道。

一般的涡喷发动机很难达到3倍音速，SR71黑鸟的发动机实际上就是涡喷与亚燃冲压发动机的串联结构，即利用旁路进气道将涡喷的加力燃烧室变成冲压发动机的燃烧室。亚燃冲压发动机启动后前面的涡喷被屏蔽，气流不流过涡喷的压气机和燃烧室、涡轮等。所以要想达到超燃冲压发动机的5马赫速度，一般是由涡喷+亚燃冲压发动机+超燃冲压发动机+火箭发动机组成。

亚燃冲压发动机与超燃冲压发动机的做功循环不同，在5马赫之下，亚燃的效率要高于超燃，5马赫以上，超燃的效率高于亚燃。超燃的优势主要体现在：

1、 在高超音速条件下，气流经过进气道减速增压后，温度会迅速升高，随着速度增高甚至会出现空气进入白炽化。这时再喷入燃油燃烧，会造成燃烧产物分解，待从尾喷口喷出后，又会在空气中重新组合，这就浪费了燃烧的能量。

2、 在高速空气来流中，由于进气道的减速压缩和燃烧室的燃烧，会出现高温阻滞，增大了进气口的阻力。

一般超燃冲压式发动机的结构与亚燃冲压式发动机都很简单，两者的差别主要是燃烧室和燃烧室后的结构差异，亚燃发动机的燃烧室和燃烧室后部，一般是收敛—扩展结构；超燃发动机的燃烧室和燃烧室后部则是完全的扩张结构。这主要是因为亚燃发动机的燃烧后气流是亚音速的，经过收敛段的加速，加速为超音速气流，然后再经过扩张段继续加速。超燃发动机的燃烧前和燃烧后气流都是超音速的，因此直接通过扩张段加速。

目前超燃冲压发动机的进展并不理想，燃烧不稳定的问题一直没有很好的解决。去年美国经曾测试过的超燃冲压发动机在超音速气流中主动工作过几十秒。而印度则在火箭外的超音速气流中的超燃冲压发动机被动燃烧了几秒。

空天飞机使用超燃冲压发动机的确具有良好的前景，特别是高超音速的空天飞机都采用乘波体机身设计，可以将激波内的高压气体压在机体下从而产生升力，也同时可以将激波产生的高压气体最为进气为发动机服务，后机身的激波同时可作为尾喷口的扩展段继续加速喷口气流。因此发动机的进气道与尾喷口与机身一体化设计可以大大增加发动机效率，同时提高飞机的乘波特性。

另外还有一种效率更高，前景更好的高超音速发动机—脉冲爆震发动机，这种发动机的是利用间歇性爆震来差生推力。首先脉冲爆震发动机是等容循环，其他所有喷气发动机都是等压循环。等容循环的效率要比等压循环高很多。其二，脉冲爆震发动机的结构比冲压发动机还简单，就是一根管子，一段可封闭—开启。脉冲爆震发动机的燃烧方式与所有其他喷气发动机都不同，其他喷气发动机的燃烧过程是爆燃，而脉冲爆震发动机的燃烧过程是爆炸，这也就造成了脉冲爆震发动机目前存在的问题之一：发动机寿命很低，很快就会将发动机烧毁。另一个问题则是：推力是间歇性的，必须要多个发动机并联，才能保证推力均匀。

吹阿三已经不再是他们的民主自由和宏大的计划了，现在改成了阿三天赋奇才，冰雪聪明了

俺就是看热闹的。越看越怀疑，觉得这个东东特神秘，不像真的。

谢谢兄台的长文回复。

从已知的技术而言，俺觉得涡喷+亚燃冲压+超燃冲压+火箭发动机的方案比较可行。当然，如何协调这一堆发动机，确实是个大问题。（下面是涡喷，亚燃冲压，和超燃冲压发动机的比较图。）

脉冲爆震发动机的英文是pulse detonation engine吧？正如您所说，由于工作环境极端恶劣，脉冲爆震发动机的寿命很短。还有一个问题就是这东西噪音极大。不过，似乎理论上讲脉冲爆震发动机是效率最高的喷气发动机，而且其工作范围可以从亚音速一直到马赫6左右（请参见下面的链接）。马赫6以上就不行了吗？

http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse_detonation_engine