预冷发动机使中国第六代战机领先

 三年前，歼20试飞阶段结束后，中国成飞总设计师杨伟透露，下一代战机将是空天战机。空天战机目前还没有成品，美国的x37等航天飞机起飞还是依靠火箭，可以自行降落，而且是无人飞行。   

空天战机需要有人驾驶，自行起飞进入太空，需要使用航空和火箭两类发动机并联，这是空天机研制的难点之一。

最近中国科技界颁发表彰项目名单，其中有一个国防项目“高超声速强预冷空天动力”项目团队，是反映空天机进展的一个窗口。            

 预冷发动机应用于高超声速空天飞行器的推进系统。目前航空领域最常用的是涡轮发动机，涡轮发动机一般只能用于3马赫以内的速度区间，一旦飞行速度超过3马赫进入高超声速领域，发动机就会遇到气流过快、温度升高的问题，而一旦气温显著升高，发动机输出功率就会急剧下降。在阿富汗战争中，美国直升机因环境气温过高导致发动机功率严重下降，载荷严重不足给机载作战带来了极大的困难。

预冷发动机通过对涡轮发动机冷却，使吸气温度降低，功率和性能得到提升，然后与火箭发动机进行组合，最终得到空天飞机的动力——涡轮基/火箭基组合动力发动机。

　目前预冷实现途径主要分为两种：一是强预冷，即利用预冷器冷却涡轮发动机； 二是射流预冷，即在压气机入口喷入冷却介质使空气流冷却。世界各国具代表性的预冷方案包括美国MSE公司的射流预冷涡轮基发动机、英国REL公司的佩刀强预冷发动机、日本的吸气式冲压发动机、俄罗斯的深冷空气涡轮发动机等。几种强预冷空天发动机原理大致相同——使用低温介质循环工作，吸收热量，对高超声速来流的高温空气“降温”获得理想的推力。

　其中“佩刀”采用双模态设计，采用了氦气和氢气两个制冷回路先后对空气进行冷却。

日本ATREX发动机直接采用液氢作为冷却剂、驱动涡轮的气体和燃料。

俄罗斯的深冷空气涡轮发动机，也采用燃料氢作为循环预冷剂。

之所以选择液氢，是因为它吸热后不但可以冷却空气，还能将自身从液态转化为气态，直接进行燃烧，可谓一举两得。这就是大多数空天发动机强预冷方案选择液氢的理由。

　美国的MIPCC 方案，是在压气机前部加装液体喷射系统，通过液体蒸发来冷却进气道中的气流。

　中国“高超声速强预冷空天动力”项目方案，应该是基于比较成熟的液氢方案，即使用液氢作为空天飞机第一级涡轮发动机的循环冷却介质；之后，并联火箭或超燃冲压发动机，在进入太空前临近空间领域使用，这就是空天组合式发动机。

目前，国外主要的强预冷发动机，都处于预研阶段。而从全国科技表彰项目的标准来看，中国已经成功攻克了“强预冷涡轮发动机”这一关键性技术，已经可以应用在正在研发的空天组合发动机上。而强预冷发动机就是空天组合动力技术中最难跨越的那一个“门槛”，这表明，中国的空天飞机发动机已经取得了重要的突破，处于领先地位，有希望率先研发第六代战机。 　　

空天战机，要求要像普通飞机那样起飞，可以自行进入外太空飞行和作战。在太空真空环境，其速度可达到20马赫以上，导弹和激光等武器可以达到一小时打遍全球的目标；同时保护己方卫星和飞船等太空设施，打击敌方来犯太空武器。

由于美国已成立太空司令部，俄罗斯建立空天军，太空已变成大国战场之一。