美国弗吉尼亚大学的研究人员在NASA的支持下取得了技术突破，他们正在开发的高超音速喷气机有一天可能使超音速燃烧冲压喷气发动机（scramjet）更加可靠和高效，飞行速度突破10马赫。这一进步可能导致类似飞机的航天器诞生，彻底改变我们对太空接入的方法。

该团队的工作发表在《航空科学与技术》杂志上，首次展示了超音速燃烧喷气发动机的气流可以通过光学传感器进行控制。这一发现可能导致高超音速喷气机飞机更有效的稳定，将单一阶段入轨飞机的概念变为现实。

UVA航空航天研究实验室的主任Christopher Goyne教授解释说，航空航天界的目的是建造一种飞机，它可以从水平起飞飞入太空，并像传统飞机一样着陆。目前最先进的飞机，如SpaceX的星舰，仍然依赖于两个阶段的过程，具有垂直发射和着陆。

研究人员实现了超音速燃烧冲压喷气发动机的自适应控制，这是高超音速推进的重要里程碑。自适应发动机控制系统响应动态变化，保持系统整体性能最优化。这一创新对于防止“熄火”至关重要，熄火是指气流的突然变化，可能会干扰发动机的运行。

团队使用光学发射光谱传感器来控制冲压喷气发动机中冲击波列车的前沿。这种传感器不再局限于从发动机壁获得的信息，而是可以识别发动机内部和流路中的微妙变化。该工具分析由源头发出的光量——在这种情况下，是冲压喷气发动机内反应气体——以及其他因素，如火焰的位置和光谱内容。

虽然这项技术尚未投入运营，但这些发现为开发双模式超音速燃烧冲压喷气发动机提供了希望，这可能为当前基于火箭的太空旅行技术提供更安全、更有效的替代方案。

参考资料：DOI： 10.1016/j.ast.2024.109144