沖壓發動機的難度就像在龍卷風中點燃一根火柴？

航空發動機分很多很多種，而目前，有一種發動機，它難度最大，誘惑最大以至于各航空大國競相追逐，它就是沖壓發動機。這種發動機跟別的發動機相比，優點在哪里？困難又何在？

沖壓發動機的原理

現在的戰機，大都是使用渦扇發動機，它的原理軍迷們都很熟悉。

渦扇發動機的基本原理就是，通過前面的風扇和壓氣機壓縮空氣，然后在燃燒室里面混入燃料燃燒以提供推力。客機或運輸機使用高涵道比的渦扇發動機，而低涵道比的渦扇發動機用在戰機上。

渦扇發動機是目前航空發動機的主流，然而人類的追求無止境，而渦扇發動機的性能現在基本上已是極限，想要再進步一點都變得很難很難，付出的代價巨大。

為此，各航空大國在把精力放在渦扇發動機上的同時，也在追求更有效率的發動機，可怎樣才能提高效率呢？

很簡單，咱們來看渦扇發動機，為了得到高壓的致密空氣，發動機前端有風扇和壓氣機，要是把這兩個去掉后還能得到高壓的空氣，那效率肯定沒得說，如何實現？

用速度來實現！

不難理解，飛行器飛得越快，迎面而來的空氣就越快，當快到幾倍音速時，空氣自然就得到了壓縮。這樣的高壓空氣直接進入發動機的燃燒室，再混入燃油，劇烈燃料并向后高速噴出，就得到了動力。這就是沖壓發動機的原理。

顯然，沖壓發動機直接去掉了渦扇發動機中的風扇和壓氣機，連同后面的渦輪也去掉了，這結構真是太完美了。它內部幾乎沒有活動的部分，高速氣流從前端進氣口進入發動機之后，利用發動機涵道截面積的變化，讓高速氣流降低速度，從而提高氣體壓力，接著壓縮過后的氣體進入燃燒室，與燃料混合之后燃燒，向后噴出從而提供推力。

看到這里，不少人可能會納悶，為什么要把高速氣流減速，氣流速度減少后，應該是壓力變小呀。

跟大家想的相反，根據伯努利原理，氣流速度越大壓力反而越小。比如下圖：

由于內部少有活動組件，沖壓發動機與其他傳統的噴氣發動機比較起來，重量變輕，結構簡單，在幾倍超音速飛行時，它的效率很高，大幅壓過其他發動機。也正因此，它常用在各種導彈上。比如我國的 C301 岸艦導彈和前蘇聯的薩姆-6防空導彈，以及歐洲多國共同研制的“流星式主動雷達制導超視距作戰空對空導彈”等等。

C301岸艦導彈發射時，固體助推器先點火，使導彈起飛、加速、爬高，當速度達到沖壓發動機啟動所需要的速度時，沖壓發動機點火，繼續向前飛行。

流星式空對空導彈由多國集團MBDA公司研發，性能卓越，能夠在高電子干擾環境下提供對遠距離空中目標的打擊能力。未來它將裝備英國皇家空軍、德國空軍、西班牙空軍、意大利空軍的臺風戰斗機，以及英國和意大利裝備的F-35戰斗機等。其裝配的沖壓發動機可讓它的速度超過4馬赫。

沖壓發動機的難點和弱點

雖然沖壓發動機在某些情況下效率很高，結構也很輕巧，然而，它的弱點也很突出。從上面對導彈的介紹可以看出，沖壓發動機需要達到一定速度后才能開啟。低速時，沒有了前方的高速氣流來壓縮空氣，沖壓發動機便會失效。這也是為什么，美國的高超音速（也叫極音速）飛行器X-43A在飛行時，一般是把其綁在飛馬座火箭上，再由B-52同溫層堡壘式轟炸機運往高空釋放。

X-43A總共進行了3次試飛，其在最后一次試飛中，X-43A在最后短暫的沖刺之后做出接近9.8馬赫（大約為1.12萬公里/小時）的超高速飛行，飛到離地表超過35公里高的高空。這次的飛行，也是NB-52B母機服務于NASA四十年后，最后一次擔任母機任務。

需要說明的是，X-43A使用的發動機是“超燃沖壓發動機”，這種發動機是“沖壓發動機”的升級版。兩者的區別是，超音速氣流進入沖壓發動機時，在進入燃燒室之前，需要經過適當的導流減速到次音速，也就是說，沖壓發動機燃燒室里面的氣流是亞音速狀態。而超燃沖壓發動機的進氣可以一直保持在超音速狀態，因此可達到更高的飛行速度。在難度上，超燃沖壓發動機顯然高于沖壓發動機。