郭峰，朱剑锋，尤延铖，邢菲

厦门大学 航空航天学院，厦门 361005

可重复使用的水平起降高超声速飞行器主要通过自身动力从地面起飞加速爬升至巡航状态，并实现高超声速巡航飞行[1]。该类飞行器的实现取决于宽速域推进系统的发展，涡轮基组合动力(Turbine-Based Combined Cycle engine, TBCC)是目前最有前景的推进系统方案之一[2]。该方案将涡轮发动机与冲压发动机组合，有效利用了涡轮发动机低油耗、高可靠性和冲压发动机高速巡航能力的优势[3]。

目前，典型TBCC方案存在模态转换及跨声速区的“推力鸿沟”问题，难以加速飞行器实现宽速域爬升[4]。此外，TBCC在实现快速、高效加速爬升的同时，其设计也应该兼顾巡航性能。对于加速爬升段，动力系统应以最快加速或最低燃油消耗为设计目标，以实现快速、高效的加速爬升，这需要一个“较大”的TBCC。但对于巡航段，提升飞行器升阻比和动力系统比冲性能是实现巡航性能优化的关键，此时“较大”的TBCC带来的迎风面积增加及推力利用率降低，则不利于巡航性能提升。而相比于冲压及火箭发动机，TBCC的低推重比、低单位迎面推力特征则进一步加剧了飞行器加速段快速爬升及巡航段高效飞行之间的矛盾，单纯的TBCC难以兼顾大推力爬升和高比冲巡航的要求。

为解决上述问题，通过引入具有高推重比、高单位迎面推力的小重量、小尺寸火箭发动机，一方面可实现TBCC宽速域的推力连续，可使得飞行器快速通过“推力鸿沟”速域，并依托加速时间的减少将有可能减弱或完全避免低比冲火箭带来的燃油消耗增加问题[5]。……