中國發展火箭組合發動機做空天飛機，一小時打擊全球

圖：空天飛行器要實現性能和經濟性的突破，火箭基組合動力是必須的發展方向

根據公開新聞，我國將在十三五規劃期間，大力發展火箭基的組合動力飛行器。針對這個背景，我們可以提出三個問題：首先，火箭基組合動力有什麼用？其次，它怎麼做到的？最後，目前國際上是什麼水平？

第一個問題：火箭基組合動力能夠空前的擴展飛行器的工作範圍——從高度到速度。而這意味著，它既能夠充當空天飛機的動力裝置，承擔起廉價的天地往返運輸任務；也能夠作為武器使用，發展出高機動性的高超音速導彈，實施全球性的快速響應打擊能力。

圖：X-51上驗證的超聲速燃燒衝壓發動機技術，是美軍未來高超聲速導彈和火箭基組合動力的關鍵基礎。在這一方面，我國追趕很快。

換句話說，想要在未來獲得臨近空間和太空的爭奪戰勝利，以及完全穿透、破壞現有反導系統體系的打擊能力，火箭基組合動力都是中國在未來必須突破、而且進度上不能落後其它國家的戰略性技術體系。

第二個問題：火箭基組合動力的基本原理，在於根據任務的需要，靈活的把火箭發動機、衝壓發動機、渦輪發動機結合起來，相互取長補短。比如渦輪發動機（包括渦噴、渦扇），工作範圍很難擴展到2萬米高度、3倍聲速以外的範圍；而衝壓發動機低速下不能工作，機動性差，又不能脫離大氣層；火箭發動機則需要消耗的推進劑太多，性能偏低。

圖：現有的實用型號里，火箭發動機和衝壓發動機實際上做不到真正的一體化，和雄風3導彈這樣的外掛模式還是處於同一個時代

比如目前實用化可能性最高的RBCC組合，就是美國60年代提出的，將火箭和衝壓發動機一體化概念。這種設計並非現在高性能超音速衝壓導彈的那種一體化，只是把火箭助推器藏在衝壓發動機燃燒室里；它整個工作過程，都可以在火箭/衝壓模式中不斷的轉化和過度。

圖：在國內科研論文中廣泛引用的RBCC工作原理圖

圖：RBCC原理展示國外原圖，帶有模型剖面

比如用RBCC做空天飛機的話，在3倍聲速以下，它就是火箭/衝壓混合工作模式；隨著速度提高到3-6倍聲速，火箭發動機的推力開始減小，主要以亞聲速燃燒的衝壓發動機為主；隨著速度再提到，達到6-8倍聲速，這時候空天飛機就是以超聲速燃燒的衝壓發動機作為動力。當速度超過12倍聲速時，進氣道關閉，空天飛機將以純火箭動力模式飛行。

第三個問題：目前火箭基的組合動力，美國研究最早，絕大部分開創性概念都是美國提出的，一些基本的原理性研究甚至可以追溯到50年代。在現階段，美國已經通過ISTP計劃等項目的積累，完成了從關鍵技術攻關和性能摸底研究，向工程化集成、演示驗證階段的轉化工作。而美國之後，日本在這方面投入較早，大約從80年代開始。在部分領域日本還提出了具備很大實用價值的突破性新構型設計，實際的試驗也開展的較多。

目前火箭基組合動力領域，還存在大量亟待解決的問題；比如RBCC在低速狀態下的推力表現一直達不到預想要求。但是反過來說，正是在這樣還存在大量空白、大家都還缺乏經驗和成熟理論的領域，中國這樣的後起者超越先行者的幾率也就越大。

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