飞行器极限速度(飞行器如何突破光速)

现有战斗机大多采用涡扇发动机，基本工作原理与涡喷发动机相似。风扇从进气口吸入空气，在燃烧室内形成高压空气，然后加油点燃，使风量瞬间膨胀，再喷出空气产生推力。

从第三代战斗机开始，为了吸入更多的空气，科研人员在涡喷发动机的进气口增加了一个增压风扇，也就是涡扇发动机。

涡扇发动机可以理解为在涡喷发动机外增加一个增压风扇。目的是利用流出的空气吹尾部低压涡轮风扇，然后带动前部风扇增加参与燃烧的空气量。原理与坦克发动机的排气涡轮增压器一致。正是由于增压风机的作用，

随着进气量的增加，在燃烧室中点燃等量的燃油。在涡扇发动机中，参与燃烧的空气比涡轮喷气发动机多，空气动力更强。此外，因为涡轮风扇发动机排出的空气必须通过低压涡轮旋转，所以动力通过低压轴传递到增压风扇。

从而持续吸入更多的空气，使涡扇发动机的空气燃烧量大，但飞行速度不快，

这也是为什么我们经常看到使用涡扇发动机的第三代、第四代战斗机比使用涡喷发动机的第二代战斗机具有更高的空中机动能力、瞬时加速度和发动机使用寿命，但其最高飞行速度却不如第二代战斗机。

所以表现出来的特点是：第三代战斗机一般能以1.3-1.5倍音速长时间巡航，但最快飞行速度略逊于第二代战斗机。而最大飞行速度是未来战斗机追求的目标吗？在四代机时期，

气动布局相似的战斗机，飞行速度都有不同程度的提高。由此可见，虽然战斗机的最快飞行纪录仍被四五十年前研制的二代机所掌控，但科学家们提高纪录速度的研发方向从未改变。在过去，

飞行员对速度的适应能力一直是制约飞机最大速度的瓶颈之一。但随着无人机承担的战场任务越来越多，制约战机最大飞行速度的“人为因素”基本消失。

因此，一些国家开始从动力系统工作原理的角度重新探索提高飞机速度的方法。过去，飞行控制技术一直是高超声速飞行器进入应用阶段的瓶颈之一。随着自动驾驶算法的完善和运营设备的进步，

无人机将先于有人机实现超高声速飞行应用。根据三代机和二代机的速度差距和结构差异，我们得到一个规律，——涡扇层数越多，加力越强。就像在跑步机上跑步一样，当跑步速度在跑步机的速度范围内时，

传送带可以跟着运动员跑。当运动员跑得比跑步机的最大速度快时，传送带会限制最大速度。这类似于涡扇发动机的提速瓶颈原理。因此，根据减少风扇数量可以提高最大速度的想法，

高燃冲压发动机根本没有风扇，自然就没有限制。冲压发动机和涡扇发动机示意图。那么，没有进气的冲压发动机是如何保持空气流入燃烧室的呢？说白了就是靠吹。当飞机快速飞行时，

会有很多空气吹进来，会让飞机加速。因为没有风扇的限制，随着飞行速度的不断加快，会有更多的空气进来参与燃烧，从而形成良性循环。它的燃烧原理几乎等同于喷气式发动机，

所以我们可以把冲压发动机理解为没有风扇的喷气发动机，这是冲压发动机比涡扇发动机飞得快得多的理论依据。在整台发动机研发出来之前，

冲压发动机需要其他飞机飞一段时间。因为低速时没有足够的空气进入，冲压发动机无法点火，所以需要一个辅助发动机来使冲压发动机达到一定的速度。该辅助发动机可以是航空喷气发动机。

也可以是火箭发动机。经测试，冲压发动机一般以两倍音速点火，起降时使用辅助发动机飞行；进入3-6倍音速的高速飞行状态时，关闭隐藏辅助发动机，同时开启冲压发动机。所以，

我们可以把冲压发动机和辅助发动机的配合理解为一个完整的高速发动机系统，同时也可以按照这个思路来构思我们未来的航天动力系统。目前，

理论上，设计了以火箭冲压发动机为助推器，与冲压发动机共用一个燃烧室的高速发动机系统。火箭发动机负责起飞段，冲压发动机负责3-6倍音速的飞行段。

刘小锋：装备专家，长期从事武器装备论证和预研制工作，主持军工企业省级重点项目1项，为国防装备建设提供重要决策参考1项，参与新一代装备试制工作2项。

为设备开发和使用部门提供了重要的建设性意见，被2个项目采纳。在行业内有著作1部，《坦克装甲车辆理事会论文集》发表设备发展规划论文1篇。

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