航天科技首飞成功的“组合动力”系统——空天飞机和高超巡航导弹就靠你了_风闻

昨天，西安航天动力研究所微信公号发表文章《十年艰难求索路 一飞冲天震九霄——我所研制的某组合动力发动机首飞成功》

文章中提到，2020年金秋，在我国西北某靶场，该所（六院11所）研制的新型组合动力发动机验证产品首次进行发射试验，“发动机不负众望，按时序先后完成全部预定动作”。

“试后检查产品完好，从遥测数据分析，本次飞行试验完成了所有考核项目，发动机各项性能均超出地面试验结果和预期水平，试验取得超圆满成功。进一步验证了真实飞行状态，来流条件下发动机各项关键技术，为后续发展奠定基础。”

我们都知道这类由研究单位自己发表的文章，措辞语气当中，颇能体现他们对于相关验证技术的重视程度，而这篇文章里，甚至还负伤总师张蒙正的诗一首：

虽然这诗一看就是“工程师诗体”，但是足以表明，整个11所对于这次试飞，那真的不是一般激动。

有这么激动嘛？

先说个故事

还记得2014年那次美国“装X不成”的NASA高超声速年会吗？那次中国、俄罗斯在会议上突然甩出了一大堆论文，其中许多都表示，我们已经进行了试验，并且取得了成功。

美国人当场傻了，突然意识到自己过去十年来没有下大力气的这个领域，中俄已经集中力量取得了突破，当然这里面俄国是添头，中国才是正主儿。

也正是在这次大会上，中国航天科技集团首次解释了自己的TBRCC原理，也就是涡轮-火箭-超燃冲压组合动力的设计方案。

该设计方案一出，语惊四座，有美国的专家评价认为这是“最有希望的空天飞机发动机方案”。

但是，不用说的，这种设计方案的难度也大得惊人。

我们简单解释一下这种设计方案，基本上来说，11所的这个方案当中包括，低速飞行用的涡轮喷气式发动机，和高速飞行用的超燃冲压发动机，以及火箭发动机。

火箭发动机被安装在超燃冲压发动机的燃烧室里面。

按照设计，它首先以正常飞机的方式起飞，此时使用涡轮发动机工作，在加速到超音速段之后，火箭发动机开始工作，由于火箭发动机是在超燃冲压发动机的燃烧室里面，它工作就会带动气流加速（引射效应），使得在飞机飞行速度没有达到高超声速的情况下，让进入燃烧室的气流达到高超声速，从而让超燃冲压发动机开始工作。此时涡轮发动机也就停止工作了。

洛克希德计划在SR-72上用的TBCC设计方案，其主要难度在于，冲压发动机部分要能适应高超声速和超声速条件下的气流环境，这个就不是研制难度，而是理论上难度都很大的问题了

中国的TBRCC在远离上其实反而比较简单完美，当然，研制难度就更大了，直到几年前，他们在国内会议上面对同行还表示过有一些关键的工作状态转换等方面还有一些理论难题要突破……当然，那是几年前……

之后超燃冲压发动机推动飞机继续加速，让飞机速度达到高超声速后，火箭发动机可以停止工作，因为此时迎面来流已经达到高超声速，不再需要火箭发动机来提供引射。

在临近空间以高超声速继续飞行的飞行器最终达到了接近脱离地球引力的速度，并且开始脱离大气层， 此时超燃冲压发动机也就自然熄火，火箭发动机再次启动，继续推动飞行器加速，完成入轨。

在11所提出这个方案之后，美国洛克希德公司后来也展示了他们计划用在SR-72高超声速侦察机上的TBCC发动机方案，并称这才是现实可行的设计方案，不过这个方案就相对比较传统了，就不多做介绍了。

换句话来说，11所这个方案要想研制成功，基于两个因素——第一，拥有极为成熟的超燃冲压发动机燃烧室设计能力，并且这个燃烧室还要能兼顾液体火箭发动机的工作循环的需求，不用说的，这个火箭发动机本身的设计也是一个比较复杂的事情，需要更加复杂的循环设计。

第二，拥有极为成熟的高超声速进气道设计，能够适应从亚音速到高超声速的各种来流。

这两点缺一不可，可以说这是只有掌握了成熟的超燃冲压发动机技术之后，才可能研制成功的东西。

相比之下，很多国家还在以能够进行几十秒的超燃冲压发动机点火试验而沾沾自喜呢。

结合去年中科院宣布成功进行超燃冲压发动机600秒持续工作试验，可以看出超燃冲压技术中国已经走在美国前面了，毕竟美国当年那个X-51A试验的200秒纪录我们已经翻了好几倍了。

而且注意，这里的600秒其实不是发动机能够工作的最大时间，这只不过是试验持续的时间，地面进行超燃冲压发动机试验，制造高超声速来流是一个很大的难题，仅仅航空发动机喷射的气流都已经不够了，所以要想真正进行长时间飞行试验，还是需要进行试飞。

关于TBRCC的难度，讲个事情，就是此前列车长也曾和一位某院从事高超声速动力研究的朋友谈过，他本行是进行RBCC（火箭基组合动力）技术研究的，然后当时我就问航天科技的那个TBRCC听起来可是更牛啊，你觉得能成功嘛？

“西安的那个啊，上次开会的时候我找他们聊了，他们的领导吹得挺厉害的，但是他们也承认还有一些关键环节的理论还没搞好。唉你知道的，我们这个行业啊，每年提出的新概念新方案那是车载斗量的，但是真正能试验成功，那才能拿出去跟别人说啊，他们这个还没试飞呢，先拿出去说的好像什么一样……”（以下省略“同行相轻”相关文字若干……）

通过这一点啊，我们也不难看出为什么这次11所试验成功以后这篇文章啊，字里行间啊，里里外外啊，就隐隐约约看出四个字啊：“头顶青天！”再仔细看，里面还有小字：“老子就是NB！”

那么这个发动机成功了会有什么运用呢？

首先当然是实用化的空天飞机，这个也是6院西安组合动力研究所成立的时候提出的主要任务，为我国下一代载人航天系统和未来高速民航系统提供动力。

但……这其实是远期目标了，毕竟动力这玩意嘛，搞小的比搞大的容易嘛

那么无论是高超声速侦察机，还是高超声速巡航导弹，对于TRBCC来说都是非常简单直接的实用方向了。

这里还有一个值得一提的事情，就是这次试飞使用的试飞平台，综合此前6院和厦门大学公开报道的信息来看，这次试飞使用的可能是厦大的“嘉庚1号”高超声速试飞平台。

或许，嘉庚1号的外型可以成为大家幻想未来高超声速巡航导弹的一个概念……