主题：【原创】比声音还快（一）（完） -- 晨枫

然而，所有涡轮发动机在速度上升到一定程度时，核心发动机的机械部分都开始“碍事”，使速度继续升高时，阻力的上升明显超过推力的上升，最终不能产生净推力。这就好像早年蒸汽船用两侧的明轮推进，速度上升到一定程度，就要用螺旋桨推进；速度再高，就必须用喷水推进的道理一样。最适合2-4马赫超音速巡航的其实是冲压发动机。冲压式发动机的发明其实比涡喷还要早，法国人Rene Lorin在1908年就提出了冲压发动机的第一个专利申请。另一个法国人Rene Leduc很早就开始研究将冲压发动机送上天，但是第二次世界大战爆发，逼得Leduc东躲西藏，直到49年才试飞成功。冲压发动机（ramjet）的结构十分简单，除了进气调节锥和尾喷管外，没有运动部件，发动机的主体就是一截空心筒子。冲压发动机利用空气的动压压缩空气，在燃烧室内燃烧膨胀后，喷出尾喷管做功。冲压发动机在高空高速时油耗比涡喷还低，但是冲压发动机在0.5马赫以下根本不能工作，到音速以上才能稳定工作。即使在音速以上，也对进气条件很敏感，最优工况在很狭小的范围，甚至机动飞行都可能严重影响工作条件。作为飞机发动机，冲压发动机必须和别的发动机一起使用，由别的发动机将飞机起飞、加速到冲压发动机的工作速度和高度再使用。这种组合式发动机最简单的形式就是火箭-冲压发动机，广泛用于多种导弹。简单一点的，在冲压发动机周围捆绑一圈火箭助推器，或者反过来，在火箭弹体周围捆绑冲压式发动机，如美国的“波马克”防空导弹；也有将火箭助推器和冲压发动机串联的，助推器燃烧完毕后抛弃，如英国的“海标枪”舰空导弹。高级一点的，火箭助推器和冲压发动机共用燃烧室，火箭燃料耗尽后，燃烧室正好空出来，给冲压发动机使用，如欧洲合作的“流星”中程空空导弹。

冲压式发动机没有压缩机和涡轮，消除了机械能量损耗，高速阻力也小，是超音速飞行的好选择

“波马克”防空导弹是美国和加拿大50年代的主要防空导弹，专用于截击高空高速穿越北极上空的苏联核轰炸机，是“导弹代替有人驾驶截击机”思想的终极体现，对加拿大取消CF-105“箭”式战斗机计划有重要作用

波马克防空导弹的分体式冲压发动机清晰可见

英国“海标枪”舰空导弹，其冲压发动机的进气口清晰可见

马岛海战时，“闪光的谢菲”也装备了“海标枪”，但是没有能够截击阿根廷的“飞鱼”反舰导弹，这是和“谢菲尔德”号同级的Newcastle号

欧洲合作的“流星”式中程空空导弹

“流星”导弹采用整体式火箭-冲压发动机，火箭和冲压发动机共用燃烧室

苏联的SA-6防空导弹也是整体式火箭-冲压发动机，不过SA-6的冲压发动机用固体粉末燃料，在预燃装置内贫氧燃烧，产生温度、压力并流化没有燃烧尽的燃料粉末，然后喷射进主燃烧室进行冲压燃烧。这是非常先进的技术。固体燃料的能量大大高于液体燃料，但是固体燃料用于冲压发动机在此之前一直是一个技术难关。法国向俄罗斯购买了这个技术，并加入自己的改进，用于多种新型导弹

与SR-71同时代的D-21无人侦察机也是冲压发动机

别忘了中国的C301岸舰导弹，也是采用分体式火箭冲压发动机推动

最变态的冲压发动机还要算美国“冥王计划”（Project Pluto）的“超音速低空导弹”（Supersonic Low Altittude Missile，SLAM）的Tory发动机，用核动力冲压发动机！核冲压发动机的结构并不复杂，用核反应堆加热冲压进来的空气，别的和常规的冲压发动机没有本质的不同。SLAM用火箭助推器起飞，达到工作高度和速度后，在远离人烟的地区转为核冲压动力巡航。核动力可以持续几个月，所以可以升空后在待命空域徘徊，直到最高统帅部下达核攻击的命令，才转为在300米高度的超低空以三倍音速飞行，采用20多年以后才在巡航导弹上常见的地形匹配制导系统，射程达11000公里。SLAM可以携带多个热核弹头，沿途投放。因为核动力段主要在海上和敌国上空，SLAM的核反应堆没有屏蔽，在核反应堆里加热的空气是不是有放射性，到现在也没有定论。实际上，在这样的低空超音速飞行，沿途的核辐射和音爆造成的破坏就够大了。连带没有耗尽的核反应堆一头扎下去，不要战斗部就够敌人一呛。还有人建议，核弹头投放完后，不要直接一头扎下去同归于尽，在敌国上空绕圈子转，核辐射和音爆就有足够的杀伤力。冷战时期的思维就是这样的毫无人性。SLAM的核心在小巧的核反应堆，其工作温度达1600度，对材料的高温强度和冷却技术是一个极大的挑战。反应堆采用大量铅笔粗细的陶瓷质核燃料棒，委托Coors陶瓷公司制作。Coors作为陶瓷专业户，也为酿造业的容器大量制造陶瓷衬里。常在河边走，也被河里的精彩世界所吸引，投身酿造啤酒，以至于今天人们只知道Coors啤酒，不知道Coors陶瓷，不过这是题外话了。SLAM的核冲压发动机的代号为Tory，设计中实在有太多的问题无法解答，必须作全尺寸试验。为了避免试验造成核污染，特意在内华达核试验场附近的Jackass Flat（jackass是骂人话，这个地名真是绝！）建造试验设施，用长达40公里的石油钻探时用的套管，内容450吨的空气！试验后，有一条全自动的铁路将Tory发动机运到附近的设施，由全遥控的机器人将Tory拆卸开来，科学家们用闭路电视遥控检查发动机的部件，这都是在61年的时候！为了预防万一，科学家们躲在远处的核掩蔽部里，里面有足够两个星期的食物和饮水。如果静态的发动机试验都要如此兴师动众，飞行试验和实战部署不知道应该怎样？Tory发动机成功地在地面试验过，但是地面发动机试验是一个问题，实弹全程飞行试验是另一个问题。即使在海上试验，涉及的面也实在太大，对航船是极大的威胁，最终抛弃在海里，对环境也是极大的威胁，即使在60年代也是不可接受的。更有甚者，万一导弹失控，这么个在超低空飞行的不断散布核污染的反应堆可能在世界上空游荡几个月之久，谁也不知道拿它如何是好。击落的问题更大，要是不是地方，坠毁的无屏蔽核反应堆要造成严重的地面核污染。SLAM最终也要飞经美国和盟国的上空，对敌人和对自己是同样的威胁，如何处置这类问题，谁也没有答案。与此同时，洲际弹道导弹的发展意味着SLAM的概念已经过时，最后在64年下马。

SLAM的1/10模型

SLAM需要火箭助推器起飞，一旦达到核冲压发动机的工作速度，就转入核动力，其续航能力可以在空中徘徊达数月之久，其间可以多次投放子弹头，以便最高统帅部灵活决策

这就是“冥王计划”的负责人Ted Merkle博士

SLAM的核燃料棒直接就暴露在空气流里，直接加热空气，产生冲压推力

SLAM的Tory发动机的核反应堆，功率达到50万千瓦！

长达40公里钻井套管里装了450吨空气，用来测试Tory发动机

• 哈，以前贴过冲压到PDE的问题