9月22日，我国西安航天动力研究所传来令国人十分振奋的消息：某组合动力发动机首飞成功！

目前主要发达国家之中，美国的组合动力进度最快，但至今都还没实现火箭基组合动力首飞。其最新进展是2019年4月吸气式火箭发动机关键部件通过测试。毫无疑问，我国的火箭基组合循环发动机技术已经领先美国实现首飞！

空天飞机

听闻试验大获成功，总师张蒙正喜不自胜，现场吟诗一首：

贺首飞

东方欲明贺兰横，无边戈壁起东风。一道彩虹拔地起，组合动力长空鸣。启动顺利流道畅，点火迅速室压高。模转巧调增益大，伸缩自由结构强。

通过这首诗句，内行的人一看就能分析出很多东西！首先能确定的一点是，这款发动机是一款火箭基组合循环发动机，是未来最有希望实现单级入轨的“划时代神器”！

火箭基组合循环推进系统（RBCC）是一种有机结合了高推重比、低比冲的火箭发动机和低推重比、高比冲的吸气式发动机，是航天推进系统高效性和经济性的最佳组合。

首先相较于传统推进系统（各类航空发动机、火箭发动机、冲压发动机等），其工作范围覆盖地面到外太空。其空气增强火箭发动机能以吸气模式推动飞行器到达5倍声速、26Km左右的高度，充分利用大气层中的空气。如果从地面起飞，RBCC仅通过一次模态转换就能实现单级入轨，这是其他两种组合循环发动机（空气涡轮火箭发动机（ART）、涡轮基组合循环发动机（TBBC））都无法做到的。

高超音速飞行器

其次，RBCC与另外两种组合循环发动机不同之处在于其自身携带了火箭发动机使用的推进剂，故可在大气层外飞行。而在结构尺寸方面，与涡轮机相比，火箭发动机推重比大几倍，尺寸更小，这就有可能缩小整个动力系统的尺寸。就目前正在研制的单/双级入轨动力系统而言，RBCC无疑有着巨大的优势。

根据总师诗中提到的“模转巧调增益大，伸缩自由结构强”，可知这次首飞RBCC成功从火箭动力转换到冲压动力状态，通过调节“自由伸缩机构”，实现“亚燃冲压”状态向“超燃冲压”转变，最终实现高于6马赫的高超音速飞行！至于最高飞行速度达到什么程度目前暂不清楚，但预计此次试验最高飞行速度将远超6马赫！也许能达到12马赫甚至15马赫！

报道还提到“试后检查产品完好，从遥测数据分析，本次飞行试验完成了所有考核项目，发动机各项性能均超出地面试验结果和预期水平，试验取得超圆满成功，进一步验证了真实飞行状态、来流条件下发动机各项关键技术，为后续发展奠定基础。”

这说明这款发动机已经突破了所有关键技术，综合性能还大幅度超过预期水平！

众所周知，我国的涡扇发动机技术落后美国约20年～25年（落后一代），很多人也据此推测我国的组合循环动力进度大大落后美国。但实际情况正好相反！细心的网友会发现我国的技术发展有个特点：传统领域的技术整体处于追赶状态，但很多新兴领域却领先世界。比如量子通信技术、超高压输电技术、高超音速导弹等等。

我国高超音速发动机领域相关研究论文硕果累累

我国之所以能取得如此辉煌成功离不开爱国科学家的超前布局。

我国已故冲压发动机和高超声速推进技术的奠基人刘兴洲院士曾在1998年提出设想，我国的高超声速技术的发展将分三步走：

1、2020年前，研制出高超声速巡航导弹，最大速度6马赫，射程1000~2000 km，可多平台装载；

2、2020~2030年，研制出高超声速飞机，巡航速度超过5马赫，航程上万公里，实现1~2小时全球到达；

3，到本世纪中叶，在前两步的技术基础上研制出空天飞机，可重复使用，跨大气层飞行，高空速度可达12~25马赫；能直接进入地球轨道，完成任务后再入大气层滑翔、水平降落。

目前看来，第一步已经超前完成！第二步也已经基本完成。2017年，我国的涡轮机组合循环发动机就已经成功首飞，进度领先美国。而更先进的火箭基组合动力进度又再次领先美国！

涡轮机组合循环发动机（TBCC）

实际上我国的组合循环动力相关技术起步很早。RBCC有三项关键技术，我国均已攻克。

1、亚燃冲压发动机技术。

我国的亚燃冲压发动机发展历史最早可以追溯到1957年12月3日，国防部五院正式批复成立冲压发动机研究室（航天科工三院31所的前身），命名为第五研究室，标志着我国飞航导弹动力事业的正式起步。1959年2月，苏联冲压发动机专家科索夫来华，在他的指导下设计了我国第一个冲压发动机试验件“341”，1960年实现了中国第一台冲压发动机的成功点火。

采用亚燃冲压发动机动力的北京4号高速靶机

2、空气增强火箭发动机技术。

空气增强火箭发动机是一种基于火箭发动机原理的吸气式火箭发动机，与常规火箭发动机最大的不同就是它可以通过吸取空气中的氧气助力火箭发动机，实现减少液氧携带，提升15%性能的目标，大幅度降低飞行器氧化剂携带量。

2014年，我国空气增强火箭发动机技术取得突破性进展。

2014年2月，由11所研发中心牵头研究设计的某新型吸气式发动机首次自由射流试验热调试取得圆满成功。标志着11所、六院乃至集团公司跻身于国内高超声速动力装置研究领域优势单位，同时也表明六院突破了高超声速动力装置自由射流试验技术。对提高我国吸气式液体动力研制水平，加快某重点型号发动机研制起到了重要的推动作用。

目前美国还没有同类发动机取得成功的消息。因此，美国的这种发动机进度至少落后我国6年！

3、超燃冲压发动机技术。

我国超燃冲压发动机研制工作起步较晚。1987-1992年在863计划“天地往返运输系统”论证中，提出“以飞船起步，以空天飞机为发展方向”，进行了超声速燃烧的初步研究。90年代初，在921工程和863计划的推动下，三院31所等国内多家单位开始了超燃冲压发动机预研工作，在超声速燃料点火、稳定燃烧、高超声速进气道设计、高超飞行器气动、材料、发动机/飞行器一体化总体设计等方面都取得了进展。还建成了一批相关地面设备，如Φ1米高超声速风洞（4~10马赫，中国空气动力研究与发展中心）、Φ1米电弧风洞（50MW，航天科技十一院）、JF-12高超声速激波风洞（9马赫、3000K，中科院力学研究所）、流量100kg/s的高超声速冲压发动机自由射流试车台（航天三院31所）等。

“星空二号”高超音速试验飞行器

经过扎实技术研发，我国的超燃冲压发动机终于修成正果。2011年6月，我国超燃冲压发动机演示飞行器成功首飞。2018年8月，我国成功试射了“星空二号”高超音速飞行器，试验中飞行器最大飞行速度达6马赫，飞行时间400秒，实现了历史性重大突破。作为对比，2013年5月1日，美国的X-51A进行第4次试飞，成功以5.1马赫的速度飞行了210秒，但并未达到6马赫的试验速度，也没达到设计飞行时间300秒。至今美国都因技术问题受挫没有进行新的试验。毫无疑问，此次试验一举超越美国同类飞行器X51A。

综合来看，我国在火箭基组合循环发动机技术中的两大关键技术都已领先美国，并且都已经不存在技术问题。不出意外的话，我国的空天飞机将领先全世界实现首飞！

我国正在研制的“腾云”空天飞机

空天飞机入轨的步骤有四步：

1、启动空气增强火箭发动机推动空天飞机达到3马赫的速度达到亚燃冲压发动机启动速度并达到10km以上的高空。

2、关闭空气增强发动机并启动“双燃冲压发动机”的亚燃冲压模式推动空天飞机达到25km以上的高空并达到6马赫。

3、调节“双燃冲压发动机”伸缩机构将亚燃冲压模式转换成超燃冲压模式推动空天飞机达到12马赫的超高速。

4、再次启动空气增强火箭发动机以纯火箭模式推动空天飞机继续加速到入轨速度（约23马赫）将空天飞机送入轨道。

根据西安航天动力研究所的报道来看，此次试验至少已经完成前三个步骤！至于第四个步骤有没有完成暂时看不出来，但通过报道的描述来看很可能并没有完成。不过相比前三个步骤来看，第四个步骤和普通火箭发动机没什么区别，难度最小，反而是最容易实现的。预计5年内，我国完全版空天飞机就能实现首飞！让我们拭目以待！