主题：【讨论】略谈空天飞机 -- 浣花岛主

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。