航天科技首飛成功的“組合動力”系統——空天飛機和高超巡航導彈就靠你了_風聞

昨天，西安航天動力研究所微信公號發表文章《十年艱難求索路 一飛沖天震九霄——我所研製的某組合動力發動機首飛成功》

文章中提到，2020年金秋，在我國西北某靶場，該所（六院11所）研製的新型組合動力發動機驗證產品首次進行發射試驗，“發動機不負眾望，按時序先後完成全部預定動作”。

“試後檢查產品完好，從遙測數據分析，本次飛行試驗完成了所有考核項目，發動機各項性能均超出地面試驗結果和預期水平，試驗取得超圓滿成功。進一步驗證了真實飛行狀態，來流條件下發動機各項關鍵技術，為後續發展奠定基礎。”

我們都知道這類由研究單位自己發表的文章，措辭語氣當中，頗能體現他們對於相關驗證技術的重視程度，而這篇文章裏，甚至還負傷總師張蒙正的詩一首：

雖然這詩一看就是“工程師詩體”，但是足以表明，整個11所對於這次試飛，那真的不是一般激動。

有這麼激動嘛？

先説個故事

還記得2014年那次美國“裝X不成”的NASA高超聲速年會嗎？那次中國、俄羅斯在會議上突然甩出了一大堆論文，其中許多都表示，我們已經進行了試驗，並且取得了成功。

美國人當場傻了，突然意識到自己過去十年來沒有下大力氣的這個領域，中俄已經集中力量取得了突破，當然這裏面俄國是添頭，中國才是正主兒。

也正是在這次大會上，中國航天科技集團首次解釋了自己的TBRCC原理，也就是渦輪-火箭-超燃衝壓組合動力的設計方案。

該設計方案一出，語驚四座，有美國的專家評價認為這是“最有希望的空天飛機發動機方案”。

但是，不用説的，這種設計方案的難度也大得驚人。

我們簡單解釋一下這種設計方案，基本上來説，11所的這個方案當中包括，低速飛行用的渦輪噴氣式發動機，和高速飛行用的超燃衝壓發動機，以及火箭發動機。

火箭發動機被安裝在超燃衝壓發動機的燃燒室裏面。

按照設計，它首先以正常飛機的方式起飛，此時使用渦輪發動機工作，在加速到超音速段之後，火箭發動機開始工作，由於火箭發動機是在超燃衝壓發動機的燃燒室裏面，它工作就會帶動氣流加速（引射效應），使得在飛機飛行速度沒有達到高超聲速的情況下，讓進入燃燒室的氣流達到高超聲速，從而讓超燃衝壓發動機開始工作。此時渦輪發動機也就停止工作了。

洛克希德計劃在SR-72上用的TBCC設計方案，其主要難度在於，衝壓發動機部分要能適應高超聲速和超聲速條件下的氣流環境，這個就不是研製難度，而是理論上難度都很大的問題了

中國的TBRCC在遠離上其實反而比較簡單完美，當然，研製難度就更大了，直到幾年前，他們在國內會議上面對同行還表示過有一些關鍵的工作狀態轉換等方面還有一些理論難題要突破……當然，那是幾年前……

之後超燃衝壓發動機推動飛機繼續加速，讓飛機速度達到高超聲速後，火箭發動機可以停止工作，因為此時迎面來流已經達到高超聲速，不再需要火箭發動機來提供引射。

在臨近空間以高超聲速繼續飛行的飛行器最終達到了接近脱離地球引力的速度，並且開始脱離大氣層， 此時超燃衝壓發動機也就自然熄火，火箭發動機再次啓動，繼續推動飛行器加速，完成入軌。

在11所提出這個方案之後，美國洛克希德公司後來也展示了他們計劃用在SR-72高超聲速偵察機上的TBCC發動機方案，並稱這才是現實可行的設計方案，不過這個方案就相對比較傳統了，就不多做介紹了。

換句話來説，11所這個方案要想研製成功，基於兩個因素——第一，擁有極為成熟的超燃衝壓發動機燃燒室設計能力，並且這個燃燒室還要能兼顧液體火箭發動機的工作循環的需求，不用説的，這個火箭發動機本身的設計也是一個比較複雜的事情，需要更加複雜的循環設計。

第二，擁有極為成熟的高超聲速進氣道設計，能夠適應從亞音速到高超聲速的各種來流。

這兩點缺一不可，可以説這是隻有掌握了成熟的超燃衝壓發動機技術之後，才可能研製成功的東西。

相比之下，很多國家還在以能夠進行幾十秒的超燃衝壓發動機點火試驗而沾沾自喜呢。

結合去年中科院宣佈成功進行超燃衝壓發動機600秒持續工作試驗，可以看出超燃衝壓技術中國已經走在美國前面了，畢竟美國當年那個X-51A試驗的200秒紀錄我們已經翻了好幾倍了。

而且注意，這裏的600秒其實不是發動機能夠工作的最大時間，這只不過是試驗持續的時間，地面進行超燃衝壓發動機試驗，製造高超聲速來流是一個很大的難題，僅僅航空發動機噴射的氣流都已經不夠了，所以要想真正進行長時間飛行試驗，還是需要進行試飛。

關於TBRCC的難度，講個事情，就是此前列車長也曾和一位某院從事高超聲速動力研究的朋友談過，他本行是進行RBCC（火箭基組合動力）技術研究的，然後當時我就問航天科技的那個TBRCC聽起來可是更牛啊，你覺得能成功嘛？

“西安的那個啊，上次開會的時候我找他們聊了，他們的領導吹得挺厲害的，但是他們也承認還有一些關鍵環節的理論還沒搞好。唉你知道的，我們這個行業啊，每年提出的新概念新方案那是車載斗量的，但是真正能試驗成功，那才能拿出去跟別人説啊，他們這個還沒試飛呢，先拿出去説的好像什麼一樣……”（以下省略“同行相輕”相關文字若干……）

通過這一點啊，我們也不難看出為什麼這次11所試驗成功以後這篇文章啊，字裏行間啊，裏裏外外啊，就隱隱約約看出四個字啊：“頭頂青天！”再仔細看，裏面還有小字：“老子就是NB！”

那麼這個發動機成功了會有什麼運用呢？

首先當然是實用化的空天飛機，這個也是6院西安組合動力研究所成立的時候提出的主要任務，為我國下一代載人航天系統和未來高速民航系統提供動力。

但……這其實是遠期目標了，畢竟動力這玩意嘛，搞小的比搞大的容易嘛

那麼無論是高超聲速偵察機，還是高超聲速巡航導彈，對於TRBCC來説都是非常簡單直接的實用方向了。

這裏還有一個值得一提的事情，就是這次試飛使用的試飛平台，綜合此前6院和廈門大學公開報道的信息來看，這次試飛使用的可能是廈大的“嘉庚1號”高超聲速試飛平台。

或許，嘉庚1號的外型可以成為大家幻想未來高超聲速巡航導彈的一個概念……