我國新概念發動機實現技術突破，正研空天飛機，飛機直接飛上太空

未來的空天飛行器。

12月21日，媒體刊登了題為《中國飛彈這樣刺破蒼穹——訪航天科工集團三院31所原所長張振家》的文章，文章稱，航天科工集團三院31所，是我國導彈動力裝置的「故鄉」。繼衝壓發動機後，該所先後發展出我國首型固體火箭發動機、彈用渦噴發動機、彈用渦扇發動機……曾擔任所長及多個型號技術負責人的張振家，見證了中國飛航動力的發展創新。同時，他們在強軍報國之路上不斷開拓新的領域。從鷹擊八號導彈開啟固體火箭發動機系列化研製征程，到肩負海防使命的「強國彈」裝上國產渦噴發動機，再到渦扇發動機跟隨巡航導彈方隊接受檢閱，我國飛航動力發展跨過了一座座里程碑。憑藉衝壓、火箭、渦輪等多型動力技術優勢，31所已在國內率先開展組合動力技術的探索研究，力爭使我國在空天動力技術方面取得突破，為飛航動力事業奏響新的樂章。這裡提到的新型渦扇發動機和組合動力技術引起了人們的注意，有意思的是央視也在報道中提到了組合發動機和空天飛機方案。

這裡神秘的新型發動機確實讓人著迷，那麼到底什麼是組合式航天航空發動機呢？實際上，簡單講這種組合式發動機是渦扇發動機，渦輪噴氣發動機，火箭發動機，衝壓發動機之間進行有效組合的新型動力系統，它要解決的就是從空中到大氣層外沒有 空氣下的飛行動力問題。也就是為滿足未來先進臨近空間及空天飛行器使用需求，研發具備空、臨、天寬域工作、綜合比沖高、推力調節範圍大、結構緊湊且輕質等特點的吸氣式組合動力是必然趨勢。目前世界範圍內投入較多、研究較深入的組合發動機主要包括渦輪衝壓組合發動機（TBCC）、火箭衝壓組合發動機（RBCC）、空氣渦輪火箭/衝壓發動機（ATR）、吸氣火箭協同式發動機（SABRE）和TRIJET發動機等。但這些發動機都要解決一個關鍵問題，那就是他們這些小發動機之間要怎麼銜接工作，比如大氣層內用渦扇發動機，進入高空用超燃衝壓發動機，火箭發動機，他們之間怎麼交替工作？

實際上，這些新概念發動機均有其適用範圍及技術難點，串聯TBCC工作馬赫數上限難以達到馬赫數超過5以上的高超聲速，並聯TBCC面臨接力過程「推力鴻溝」問題；ATR發動機由於以燃氣發生器驅動渦輪，其比沖性能偏低，工作馬赫數上限難以超過馬赫數6。最近新聞上被吹捧的英國SABRE發動機必須採用液氫、液氦等低溫燃料和介質，系統複雜、使用便捷性、靈活性以及對時敏任務的適應性較差，使用便捷性、靈活性以及對時敏任務的適應性較差，且其吸氣模態工作馬赫數上限為5.5左右，全彈道綜合比沖性能受限；TRIJET發動機有效解決了並聯TBCC接力困難的問題，但其採用三種發動機、三通道並聯布局，結構複雜度和空間佔用相對較大。

進入21世紀第二個十年，各國均在針對未來臨近空間和空天飛行器探尋合適的動力裝置。結合我國臨近空間及空天動力研製需求及當前技術基礎，經過10多年的深入論證，我們大致選擇了三種發動機研製方向：除去TBCC和RBCC之外，這裡就包括一種渦輪輔助火箭增強衝壓組合循環發動機（Turbo-aided Rocket- augmented Ram?jet Combined Cycle Engine，TRRE）方案，為臨近空間和空天動力的發展提供了新思路。TRRE發動機是一種將渦輪、火箭和衝壓發動機通過結構高度集成 、熱力循環和工作過程的有機組合而形成的高度一體化的吸氣式組合循環發動機。

TRRE採用成熟渦輪發動機與火箭衝壓複合燃燒室並聯，兩者共用進排氣系統，當前方案能在馬赫數6左右、飛行高度在33千米 以下範圍內穩定工作，未來可向馬赫數12左右、跨大氣層甚至單級入軌方向拓展應用，具備良好的綜合性能。利用渦輪大幅提高馬赫數2左右比沖，實現水平起降；利用火箭使組合發動機具備靈活的推力調節能力，解決了「推力陷阱」問題，並在全速域具有較強的機動能力；利用衝壓最大程度利用大氣中的氧，實現寬域高效飛行；使用常規燃料，使用便捷，使飛行器具有快速響應能力，多目標適應性能力強。

最關鍵的是，TRRE它利用火箭技術使發動機具備了靈活的推力調節能力，實現了渦輪與衝壓的平穩接力，緩解了高超聲速下的推阻矛盾；利用渦輪技術提高了發動機在低速模態下的比沖性能；適合亞、超、高超聲速巡航，並在全速域具具有強的工作能力，通過火箭射流增強燃燒，大幅拓展穩定工作邊界，火箭燃氣可以富燃、富氧並直接可作為燃油噴注器，適合低動壓等條件工作，為研製真正的空天飛機奠定了堅實的基礎。

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