喜报！发动机取得重大进展！国产预冷器的涡喷冲压发动机2025年首飞

喜报！中国空天发动机获突破，而美国还没有动静

水平起降，直接入轨的空天飞机计划开始全面实施。下图是相关发动机的研制计划，由航天科工集团第31研究所负责研制“ 带预冷器的涡喷冲压串联发动机 ”。

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按照上图的时间表2020年开始全面攻关这种发动机的最核心技术“预冷器，闭式循环”（下图红色部分），明年立项说明相关的预先研究已经有成果。下图黄色和绿色部分是现成技术做相应改进。

2023年开始单模块的验证机研制，2025年开始攻关15吨级别的工程样机，2029年单/双模块飞行演示验证，2035年30吨推力量级的工程样机开始研制。

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缩比的单发空天飞机气动外形研制的样机正在试飞

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目标是双发，水平起降模式，直接入轨，

科工这个是煤油预冷？研发成本应该比佩刀便宜很多，而且军用有望

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高超声速强预冷发动机利用空气中氧气作为氧化剂，有效降低了对自身携带氧化剂的需求，利用强预冷技术大幅降低高超声速飞行时发动机进口来流空气滞止高温，同时采用闭式循环系统实现了对来流空气热量的高效利用，从而在宽广速域工作范围内具有高可靠性、高比冲、低成本等优势，并能够在零马赫数起动。

高超声速强预冷发动机可作为可水平起降、可重复使用单级/两级入轨空天飞行器动力系统以有效降低酬载成本，还可作为可水平起降、可重复使用高超声速飞机动力系统以实现从零马赫数起动以及马赫数0～6范围内高性能，是可水平起降、可重复使用空天飞行器的一种理想动力方案，是空天技术领域非常重要的研究发展趋势。

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首先要明白，（强）预冷发动机是另一套超高速喷气发动机的路线，与超燃冲压发动机不同，其燃烧室内部的气流还是大部分亚声速。不像超燃冲压在燃烧室是超音速气流。

它的优点就是理论上发动机内部可以不用有太大的结构变化，也就是说我关了预冷（如果能关的话）就是个有些死重的涡喷，在低速下性能也不会太差，不会像超燃冲压直接没法用了。

在3马赫以上的时候，如果通过进气道的激波系将速度降到接近音速或者音速以下，根据简单的热力学第一定律，气体的动能会转化为内能，从而产生巨大的热量。你们看航天器返回大气层烧的通红，摩擦力只是做了一点微小的工作，大部分的功劳都是气动加热，这个涉及到一些基本的气体动力学知识，公式还是自行了解一下比较好。

如果不对进入的气体进行预冷，那么温度高达几百度的气体会直接进入发动机，导致涡喷发动机工作异常，要知道哪怕是WS15这个级别的发动机，其压气机出口温度也才870K左右，你进口就600K了压气机还工不工作了？

如果此时温度达到1000K以上，叫汰火，氧气还没有进入燃烧室就已经烧完了，燃烧室进行混合燃料的燃烧就是一句空话了。

还有第二个原因，根据热力学的卡诺定理，你的温差越小效率就越低，做功就越少，喷气发动机温度最高的地方就是燃烧室（抛开加力燃烧室不说），这个是有材料限制的，最多也就是个1900K，你进口温度越高，整台发动机的效率就越低，输出功也就越低，就推不动飞行器飞那么快。

现在我们知道预冷很重要，但是问题来了，用什么冷？

有的用燃油，有的用液氮，这个都还好说。

问题是你吸走的热量得散出去，否则就会一直屯在你的飞机里，这个是不可持续的，早晚你的冷却剂要么全部蒸发用光要么和发动机一样热完全没法换热。

而在那个高度，那个速度，飞机表面几乎就没有凉快的地方。你怎么设计你的换热器？怎么保证散热量？

然后还有更深层的问题，气流的能量本质上都是你给的，因为是飞行器相对空气在运动，这么多热量，其实都是从飞行器这个系统里提取的，如果这些热量的真的就白白扔掉是不是太浪费了？有没有什么办法这些热量做些事情提高一下飞行器的效率？

这个真的很难，非常难。

空天发动机获突破，而美国还没有动静

历史上，美国一直是先进科技的代表，目前美国各大航空航天科技公司也纷纷推出了自己的空天飞机计划，美国提出研制代号为X-30的完全重复使用的单级水平起阵的“国家航空航天飞机”，其特点是采用组合式超音速燃烧冲压喷气发动机。

可能是钱的问题，或者是其他问题，美国和欧洲国家的许多类似的空天飞机计划仍然停留在纸上谈兵阶段，特别是空天飞机使用的先进发动机都没有一个明确的实现计划。

不过，美国人做不到不代表中国也不行，根据相关的权威人士透露。中国在2015年就开始同时研发两款能够进行载人航天的太空飞机，拥有组合的动力飞行器，而且目前研发已经到了关键阶段，中国在发动机的地面试验效果方面取得了卓越的成就。

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不得不说，这样先进的太空飞机在未来的空天战争中必然是一把利剑，谁能够拥有并且运用得当势必会在战斗中掌握主权，但让人感到遗憾的是，哪怕是研究空天飞机最早的美国至今也无法实现将火箭助推器这一环节给抛弃，还是如同老式的航天飞机一般通过火箭助推器才能进入大气层。