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資料圖：美國X-51使用超燃沖壓發(fā)動機，可以獲得極高的速度。

近日，三院31所“某液體沖壓發(fā)動機研制”成果榮獲國防科學(xué)技術(shù)進步一等獎。該所自主研制的某液體沖壓發(fā)動機提高了我國沖壓發(fā)動機的整體研究水平，為未來動力裝置研究提供了扎實的技術(shù)支撐，標(biāo)志著我國沖壓發(fā)動機技術(shù)研究邁入了一個新的高度。

超聲速燃燒沖壓式發(fā)動機，它簡稱超燃沖壓發(fā)動機，可以在攀升過程中從大氣里獲取氧氣。放棄攜帶氧化劑，從飛行中獲取氧氣，節(jié)省重量，就意味著在消耗相同質(zhì)量推進劑的條件下，超燃沖壓發(fā)動機能夠產(chǎn)生4倍于火箭的推力。

超燃沖壓發(fā)動機是指燃料在超聲速氣流中進行燃燒的沖壓發(fā)動機。在采用碳氫燃料時，超燃沖壓發(fā)動機的飛行M數(shù)在8以下，當(dāng)使用液氫燃料時，其飛行M數(shù)可達到6~25。超聲速或高超聲速氣流在進氣道擴壓到馬赫4的較低超聲速，然后燃料從壁面和/或氣流中的突出物噴入，在超聲速燃燒室中與空氣混合并燃燒，最后，燃燒后的氣體經(jīng)擴張型的噴管排出。

高超聲速飛行器(飛行M數(shù)超過聲速5倍的有翼和無翼飛行器)是未來軍民用航空器的戰(zhàn)略發(fā)展方向，被稱為繼螺旋槳、渦輪噴氣推進飛行器之后航空史上的第三次革命。超燃沖壓發(fā)動機是實現(xiàn)高超聲速飛行器的首要關(guān)鍵技術(shù)，是目前世界各國競相發(fā)展的熱點領(lǐng)域之一。

目前，國外發(fā)展較多的超燃沖壓發(fā)動機包括亞燃/超燃雙模態(tài)沖壓發(fā)動機和亞燃/超燃雙燃燒室沖壓發(fā)動機。亞燃/超燃雙模態(tài)沖壓發(fā)動機是指發(fā)動機可以亞燃和超燃沖壓兩種模式工作的發(fā)動機。當(dāng)發(fā)動機飛行M數(shù)大于6時，實現(xiàn)超音速燃燒，當(dāng)馬赫數(shù)低于6時。實現(xiàn)亞音速燃燒。目前，美國、俄羅斯都研究了這種類型的發(fā)動機，NASA正在進行飛行試驗的就是這種類型的發(fā)動機。亞燃/超燃雙燃燒室沖壓發(fā)動機的進氣道分為兩部分：一部分引導(dǎo)部分來流進入亞音速燃燒室，另一部分引導(dǎo)其余來流發(fā)動機制動原理進入超音速燃燒室。這種發(fā)動機適用于巡航導(dǎo)彈這樣的一次性使用的飛行器。

盡管超燃沖壓發(fā)動機有許多優(yōu)勢，是高超音速飛行器的最佳吸氣式動力，但它不能獨立完成從起飛到高超音速飛行的全過程，因此人們提出了組合式動力的概念，這種方案的馬赫數(shù)范圍是0-15，用于可在地面起降的有人駕駛空天飛機。國外已經(jīng)研究過的組合式超燃沖壓發(fā)動機主要有渦輪/超燃沖壓和火箭/超燃沖壓等。這種組合發(fā)動機可能成為21世紀(jì)從地面起降的可重復(fù)使用的空天飛機的動力。