沈飛要開干高超音速飛機了！七代機什么標準：必須2小時抵達全球

沈陽飛機設計研究所的2025年社會招聘內容有點炸裂，9個招聘方向，3個是高超音速領域的，以沈飛在六代機殲-50上表現出來的空氣動力學設計功底，沈飛這高超音速飛機絕對是干得出來的，但是問題來了，未來的高超音速飛機到底是個什么樣，七代機是不是就是高超音速飛機？

沈飛要開干高超音速飛機了！

沈飛招聘的三個高超音速崗位分別是2個飛行器總體設計崗位，1個熱結構設計，這些崗位的要求與方向如下：

• 飛行器總體設計1：要參與高超/空天飛機總體設計工作，包括布局、布置、重量、性能等平臺總體設計，需求、指標、架構等系統綜合設計，開展高超/空天方向頂層論證、發展趨勢研究，同時完成新平臺概念方案設計與項目論證，要求是有高超/空天飛行器項目經驗，了解國內外相關技術發展現狀，從業經驗5年以上，有相關型號、飛行試驗工作經歷優先。
• 飛行器總體設計3：開展高超聲速飛機總體設計技術研究、總體參數綜合設計、高超聲速飛機物理綜合設計、飛發綜合設計、系統綜合設計、能熱綜合設計等技術研究。要求熟悉高超聲速飛行器的主要特征和設計難點，掌握相關的設計流程方法，了解耐高溫材料與熱管理技術等高超飛機專業知識。
• 熱結構：開展高速飛行器結構設計技術研究，包含高溫熱結構、熱防護結構、熱密封結構等，要求是參與過航天飛行器、導彈等項目結構設計，工作經驗3年以上。

各位看出來了嗎？沈飛招聘的三個高超音速崗位分別大致方向是氣動布局、飛行器結構設計以及熱防護設計，飛行器方向都已經面面俱到了。可能很多朋友都認為還缺個發動機設計的，不過種花家要提醒下各位，沈飛是飛機設計與制造公司，并不是發動機并不是沈飛的研究方向，所以這個不包含發動機很正常。

沈飛開始涉足高超音速領域，相信大家應該不意外！畢竟這從亞音速到超音速的六代機都搞出來了，接下來就要開始嚯嚯高超音速領域了，當然沒也有人懷疑沈飛會干不出來，只是最大的問題是，高超音速飛行器到底是個什么樣，未來沈飛的高超音速飛機可能會朝哪個方向發展！

高超音速飛行器四大件：氣動布局、結構、熱防護與發動機

高超音速一般指的是飛行速度超過5馬赫的飛行器，一般來說有飛機以及各類高超音速導彈，兩者的氣動布局大相徑庭，比如導彈類有向AHW這類彈頭的軸對稱飛行器，也有DF-17這類乘波體，還有向YJ-19這類吸氣式高超音速導彈。

本文主要方向是飛機，所以不討論導彈的結構，但兩者原理其實是類似的，一般來說高超音速飛機的設計方向主要是平衡高升阻比、強機動性、熱防護能力、推進系統適配性四大關鍵需求，飛行器的種類則有速度域（寬速域 / 單一速域）與能定位（偵察 / 作戰 / 運輸）等區別。常見的有如下幾種類型：

從上表可以大致了解到有幾個問題，升力體、乘波體、雙錐體/多椎體等是適合導彈類的，上文說的AHW是雙錐體/多椎體類型，DF-17是屬于乘波體，YJ-19是屬于升力體混合乘波體，乘波體以及升力體等對速域適應比較差一些，導彈么沒所謂，固定速度巡航打擊沒問題。

翼身融合與變體布局比較適合寬速域，這類飛行器比較適合從地面起飛到臨近空間執行任務的那種飛行器，比如空天飛機，從零速度起飛到25馬赫左右飛向近地軌道，這類飛行器速度跨越0~25馬赫，妥妥的寬速域飛行器。

還有一類是馬赫數最高在6左右的類型，就目前而言，這類飛行器更接近現實一些，因為以現有的發動機而言，可能最高速度差不多就是在5~6馬赫左右。所以討論那種布局，還得與發動機配套，要不然就是紙上談兵。

熱防護其實也和飛行器速度相關的，比如空天飛機這類需要再入返回的，其過程與航天器再入沒啥差別，并且由于其還不能用傻大笨粗的燒蝕結構，其熱防護設計難度是比較大的！比較典型的幾種速度下，飛行器機體表面的溫度大致如下：

對于25馬赫再入，燒蝕材料與主動冷卻的結合是主流方案；15 馬赫導彈需平衡燒蝕與結構強度；5馬赫巡航則依賴輕量化隔熱材料。飛行器的熱結構設計主要考慮的就是這些方面。

除了氣動布局與熱結構以外，還有一個飛行器結構設計，這個主要是與飛行器用途有關，比如導彈、戰斗機以及運輸機或者客運等，大家都知道這些飛行器的結構強度要求是不一樣的，比如目前亞/超音速戰斗機最大過載一般是9/-3g左右，超音速以及高超音速機動要求與這個強度：

不同用途要求下的過載要求，這個與機體強度直接相關，如果要求高機動性，那么機體結構必須要加強，高超音速客機/運輸機則要求會低很多，至于哪個才是度，就是結構強度設計的工程師要把握的。

最后是發動機類型：這個種類之多可能超出各位想象

九三閱兵讓大家了解到了中國在高超音速技術方面已經名列全球第一！不過DF-17和YJ-21這類是滑翔高超，不在高超音速發動機選擇討論之列。可以討論的對象是YJ-19和CJ-1000，這倆貨是高超音速巡航導彈，使用的是超燃沖壓發動機，不過種花家要告訴各位，這倆貨的速度最大應該在6~7馬赫，原因也很簡單，因為碳氫類燃料要超過這個速度太難了！

超燃沖壓發動機很好，但有幾個毛病

簡單一點說超燃沖壓發動機就是沖壓發動機的升級版，不過兩者技術差距很大，因為超燃沖壓發動機的燃燒室氣流速度超過音速，而燃燒波傳遞速度是亞音速，這就使得這個燃燒室維持穩定燃燒難度太大。

另一個是亞燃/超燃一體發動機，這類發動機可以從2~3馬赫開始就氣動沖壓發動機，但在4~5馬赫模態轉換時會遭遇推力陷阱，需要額外的技術去解決，一般用RBCC模式會更合適一些，但這種就已經不是超燃沖壓發動機了，而是組合發動機。

還有一個是最大速度，前文說了碳氫（基本指的是航空煤油）燃料很難超過6~7馬赫，一個是因為煤油類“點火能量閾值”比較高，液氫類只有其1/12。另一個是速度太大，氣流被激波壓縮比太高，溫升嚴重，反而會導致氣體膨脹，也就是進入了一個死循環，燃燒室的室壓不可能再提高，當然速度也不可能再增加，這就是碳氫燃料無法超過6~7馬赫的原因。

液氫可以讓速度更高，原因之一如上所說，氫燃料點火能量更低，才高馬赫數的超燃沖壓發動機中更容易燃燒，另一個是氫燃料也更容易實現預冷，這有牽扯出另一個預冷發動機技術，可以讓室壓更高，當然速度也會更大，更容易達到高馬赫數，一般氫燃料的超燃沖壓發動機超過10馬赫時沒問題的。

沖壓發動機不能零速度啟動，因此使用沖壓發動機的一般都需要其他類型的發動機過渡，比如火箭發動機或者渦噴發動機等。

爆震發動機：走到盡頭都是組合發動機

大家可能更熟悉一點的是爆震發動機，這類發動機有PDE（脈沖爆震）和RDE（旋轉爆震）與ODE（斜爆震）。這類發動機可以沒有典型的運動部件，使用的是燃燒效率最高的連續爆炸模式驅動，燃燒室可以近似為等容燃燒，火焰傳播速度是超音速的，特別適合高超音速。

不過爆震發動機也是有使用局限的，PDE實用性比較差一點，目前最接近實用的是RDE，小型RDE已經實用化了，不過大型RDE是個問題，另外其速度也比較敏感，比如氣動后推力增加慢，高速不適應，需要渦輪組合或者沖壓發動機的激波進氣道配合，這樣一搞這玩意兒就有點復雜了，也進入了組合發動機的范疇。

速度上PDE和RDE一般都在6馬赫以下用，ODE可以在6~17馬赫的環境下使用，這個看起來與超燃沖壓發動機有點相似，但結構其實是不一樣的。另外ODE也不能零速度啟動，需要組合發動機配套啟動。

組合發動機：種類多到超過你想象

組合發動機顧名思義就是各種不同的發動機組合，互相補上短板，發揮最大優勢。以目前的發動機技術路線，主要有渦輪 - 沖壓組合發動機、火箭 - 沖壓組合發動機、渦輪 - 火箭組合發動機、、爆震 - 傳統動力組合發動機、多循環組合發動機這些種類，速度范圍么請看下表：

目前比較有前途的組合是火箭-沖壓組合，越過推力陷阱，如果是氫燃料，10馬赫問題不大；另一種渦輪-沖壓組合和爆震-渦輪組合。當然這些發動機都比不了速域范圍高達0~25馬赫的循環組合發動機，一般指的是預冷組合循環發動機，國外英國在搞的“佩刀式”發動機，國內在搞的是“云龍動力”發動機，其原理如下：

使用液氦將進入進氣道的空氣極速冷卻后被送入渦輪壓縮分兩路，一路進入火箭燃燒室與液氫或者其他種類的燃料混合燃燒；第二路進入一個高溫渦輪泵燃燒驅動壓縮液氦的動力；

主要就是在極高速度與極高壓縮比的情況下，空氣受熱反而會膨脹而降低壓縮比，無法提高室壓導致推力難以提高，最終速度無法再增加，預冷就解決了這個問題。

很多朋友都認為為什么不用液氫預冷？這確實是個好辦法，一錘子買賣可以用液氫，但液氫體積大，不適合保存，所以無法軍用。另一個多次使用則會有一個氫脆問題，經過液氫的毛細管會在液氫的作用下變性，因為氫原子侵入金屬內部后，通過改變金屬的微觀結構與應力狀態，破壞原子間結合力，最終引發脆性失效。

所以要用液氦，雖然發動機結構復雜了很多，但好在是可以重復使用！在組合發動機中這類是最有前途的，不過英國的佩刀式發動機的母公司已經破產了，目前在這類組合循環發動機中中國的云龍動力是NO.1，未來空天飛機極有可能用的是這類發動機。

七代機什么標準？2小時抵達全球

六代機除了在機載電子設備、電子戰以及雷達與通訊方面比六代機要先進不少外，在飛行性能上其實沒有太大的改變，比如殲-20的最高速度可能在2.5馬赫左右，六代機殲-36和殲-50也大差不差，相差最多也就在0.5馬赫范圍。

七代機應該是屬于高超音速范圍的，會比六代機的速度高出一大截！但有一個問題擺在面前，目前從中國在CJ-1000巡航導彈技術上看，在長時間工作的超燃沖壓發動機技術已經非常成熟了，傳聞CJ-1000的航程超過7000公里，就算以6馬赫計算，發動機工作時間也接近1小時。

用這類發動機為動力研發的戰斗機，其速度范圍不會超過6馬赫，與五代機相比確實是高出了一大截，要是這種速度的戰斗機參與戰爭，那兼職就如入無人之境，沒啥導彈跟得上，也沒啥導彈攔得了，因為要攔截速度超過5馬赫并且還能機動的飛行器實在難度太大。

那么問題來了，目前中國超燃沖壓發動機已經成熟了，而六代機中國已經遙遙領先，那么七代機的發動機就用之增加了3馬赫速度超燃沖壓發動機？還是使用那種劃時代的、可以0~25馬赫橫沖直撞、2小時抵達全球任何地點的預冷式組合循環發動機的“空天戰斗機”？

各位認為應該如何取舍？是現階段就能實現的超燃沖壓發動機動力，6馬赫以內玩玩還是再等等，直接上空天飛機？