超燃沖壓發動機的分類

經過多年的發展，國外已研究設計過多種超燃沖壓發動機的方案。主要包括普通超燃沖壓發動機、亞燃/超燃雙模態沖壓發動機、亞燃/超燃雙燃燒室沖壓發動機、吸氣式預燃室超燃沖壓發動機、引射超燃沖壓發動機、整體式火箭液體超燃沖壓發動機、固體雙模態沖壓發動機和超燃組合發動機等。其中，雙模態沖壓發動機和雙燃燒室沖壓發動機是研究最多的兩種類型。

1、雙模態沖壓

亞燃/超燃雙模態沖壓發動機是指發動機可以亞燃和超燃沖壓兩種模式工作的發動機。當發動機的飛行M數低于6時，在超燃沖壓發動機的進氣道內產生正激波，實現亞聲速燃燒；當M數大于6時，實現超聲速燃燒，使超燃沖壓發動機的M數下限降到3，擴展了超燃沖壓發動機的工作范圍。美國、俄羅斯都研究了這種類型的發動機，俄羅斯多次飛行試驗的超燃沖壓發動機就是這種類型的發動機。NASA即將進行飛行試驗的也是這種類型的發動機。這種超燃沖壓發動機可用于高超聲速的巡航導彈、無人駕駛飛機和有人駕駛飛機。

2、雙燃燒室沖壓

對于采用碳氫燃料的超燃沖壓發動機來說，當發動機在M3~4.5范圍工作時，會發生燃料不易著火的問題，為解決這一問題。人們提出了亞燃/超燃雙燃燒室沖壓發動機概念。這種發動機的進氣道分為兩部分：一部分引導部分來流進入亞聲速燃燒室，另一部分引導其余來流進入超聲速燃燒室。突擴的亞聲速燃燒室起超燃燃燒室點火源的作用，使低M數下，燃料的熱量得以有效釋放。由于亞燃預燃室以富油方式工作，不存在亞燃沖壓在貧油條件下的燃燒室-進氣道不穩定性。這種方案技術風險小，發展費用較低，較適合巡航導彈這樣的一次性使用的飛行器。掌握該技術的主要是美國霍布金斯大學的應用物理實驗室。

3、超燃組合

盡管超燃沖壓發動機有許多優勢，是高超聲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聲速飛行的全過程，因此人們提出了組合式動力的概念。早在50年代對超燃沖壓概念進行論證時，人們就提出了以超燃沖壓為主的組合式動力的方案，這種方案的M數范圍是0~15甚至25。用于可在地面起降的有人駕駛空天飛機。已經研究過的組合式超燃沖壓發動機類型很多，包括渦輪/亞燃/超燃沖壓、火箭/超燃沖壓等。這種發動機將成為21世紀從地面起降的空天飛機的動力。