西工大又整大活了! 飞天二号:高超加上驭波,美国连尾灯都看不到了

6月23日，西工大在官方公众号发布了一个并不是特别引人瞩目的消息，称西北工业大学空天组合动力团队牵头研制的“飞天二号”试验取得了圆满成功，文章配图是一个看起来有点怪异的飞行器，熟悉西工大深厚技术功底的网友一看就知道这玩意儿不简单，绝对是一种高性能的飞行器。

早在2022年西工大航天学院空天组合动力创新团队就试飞了“飞天一号”，两款飞行器看起来似乎是继承发展的延续型号，但从空气动力学角度来看却大相径庭，这两种飞行器到底有什么区别，为什么常见的高超飞行器都是光秃秃的，飞天二号却又那么多“翅膀”？

飞天二号：这个动力结构有点拗口

都说字数越少事越大，这次西工大发布的字数不算少，但绝对也能算的上多，基本上已经把能压缩的水分已经挤干了，剩下的就只有纯纯的干货：

2025年6月23日，由西北工业大学空天组合动力团队牵头研制的“飞天二号”在西北某地开展了试飞试验，国际首次获得了煤油/过氧化氢推进剂火箭冲压组合动力的变结构进气、变推力加速、变攻角自主飞行等科学数据，试验取得成功。

这个描述主要的是动力类型，描述是“煤油/过氧化氢推进剂火箭冲压组合动力的变结构进气、变推力加速、变攻角”，这个描述中的信息含量有点高：

• 燃料类型：煤油和过氧化氢，属于常规常压常温燃料

这个意义比较大，因为在高超音速飞行器中，很多测试用的高超音速飞行器大都用的是液氢，因为氢这种燃料在高超音速发动机中点火以及火焰稳定性要比碳氢燃料（一般都指的是航空煤油类燃料）要稳定得多，简单的说就是比较容易已实现，同时还可以用液氢对进气进行降温实现预冷，可以在更高的压缩比下工作，能实现10马赫左右的速度飞行。

这种发动机优点不少，但问题很大，液氢保存时比较困难的，加注后必须要尽快发射使用，要不然液氢这玩意儿不太容易保存。体积也比较大，同时燃料箱结构也比较重，在民用上使用比较方便，但在军用时要求24小时战斗值班随时发射的武器来说，液氢实在也有点勉为其难，所以目前军用上主要突破大都是煤油作为燃料。

• 发动机类型：火箭冲压组合动力的变结构、变推力

这种发动机是什么类型？估计很多人都懵圈了，从这个描述来看，应该是属于RBCC的一种，也就是火箭基组合循环发动机，大致结构包括亚燃/超燃动力燃烧室+引射火箭，这种动力结构比较奇怪，简单地说就是在冲压燃烧室内塞进去一枚液体火箭，这种发动机的工作原理是这样的：

零速度启动：解决冲压发动机最麻烦的问题

冲压发动机结构简单推力很大，工作速度范围广，性能非常优秀，但这种发动机有一个致命缺点就是就是无法零速度启动，引射火箭解决了这个问题，这种模式还比纯火箭模式更节省燃料。这个模态估计很多网友都无法理解，不要急，继续往下看：

引射火箭工作示意图

引射火箭在燃烧室内启动后，会带动大量气流穿过燃烧室从而形成吸气模态，此时在后方的冲压燃烧室内再喷入燃料，就会形成一种引射燃烧模式，火箭只起到了是一个“火焰稳定器+吸气”的作用，大部分动力将由引射模式后注入的燃料燃烧产生。

亚燃超燃模态平稳过渡：完美解决推力陷阱

冲压发动机还有另一个问题，只要不是一次性推进到5马赫以上启动冲压发动机的都有一个非常严重的问题，冲压发动机有两类，一类是超燃冲压，燃烧室气流速度超音速；另一类是亚燃冲压，燃烧室速度亚音速，亚超燃一体的发动机，会从亚燃冲压过渡到超燃冲压的模态转换。

按理来说就是不断“踩油门”就行，但亚燃到超燃模态转换有个很麻烦“推力陷阱”问题，就是随着速度上升推力反而下降，甚至还可能喘振熄火，导致亚燃冲压发动机始终难以成功切换到超燃冲压模式，在冲压燃烧室内设置一台引射火箭可以完美解决这个问题。

在推力陷阱时开启引射火箭，稳定燃烧并增加推力，助力亚燃向超燃过渡顺利完成模态转换，等到超燃模态稳定燃烧后，引射火箭再退出“助力”模式，同时由于引射火箭的存在，这种发动机还可以反复在超燃和亚燃之间转换，可以完成超高速或者超远程两种飞行状态。

不知各位有没有留意到，在描述这台飞行器的动力为“煤油/过氧化氢”，煤油就是燃料，而过氧化氢就是氧化剂，这个过氧化氢就是给引射火箭用的，因为工作在火箭模式需要氧化剂+燃料。这个引射火箭增加了机构复杂性，但却解决了一个无法解决的“推力陷阱”难题，也是非常划算的。

• 非常特殊的空气动力学结构

从西工大的报道中公开的另一个最重要特征就是其机身上气动结构与各种翼面，这次的气动结构与美国曾经测试过的X-51A非常相似，当然这个不是关键，因为种花家在此前的文章中就描述过X-43A结构会造成不可控的额外升力，尾喷口因为尾部单边扩张会造成俯冲，发动机工作时会造成升力不可控制，滑翔时需要很大的超音速配平比例。

所以西工大选择与X-51A的结构一点都不一样外，毕竟大老美已经验证过了，抄作业谁不会啊！当然另一个气动结构就是气动翼面，这个气动翼面看上去也很怪异，既存在迎角，又存在下反角，为什么要设计成如此怪异的气动翼面？

答案很有可能是利用激波增升，类似于高压捕获翼，能捕获来自机腹两侧劈开的激波。不过这个与此前论文中的高压捕获翼还是有点差别，或者说用驭波飞行来描述可能会更贴切一点。激波是一种压缩波，有很大的能量，破坏力很强，但将激波捕获并且让其“托起”飞行器能获得更大的升力，这也算是是“废物利用”。

驾驭激波可以让飞行器获得更高的升阻比，或者能达到更大的载荷，适当控制也可以让其在燃料耗尽后获得更远的滑翔距离，也就是说将吸气式高超音速武器即可转变为滑翔高超，不过各位可别这样理解，这个只是描述它可能会有很好的高超音速滑翔机动性能。

美国的高超发展很早：为什么现在还没起色？

飞天二号这类属于吸气式高超音速飞行器，上文已经说明X-43A和X-51A也属于这类飞行器，美国的测试分别是在2004年和2010年试飞成功，同类飞行器比中国要早很多，为什么后续没有继续发展？原因之一即使在后续测试中多次失败，估计取得数据并不全面，导致后续研发进展极度缓慢。

另一个因素是美国军方贪大求全，滑翔高超和吸气式高超同步发展，上了十几个方案，结果一个都没成，滑翔高超据说因为风洞不给力，吹不出完整飞行包线内的飞行器表面湍流数据，模拟差别太大了，滑翔测试屡屡不成功，另一个据说是高温透波材料搞不定，导致高超飞行器表面加热后通讯效果极差，一直到现在还是屡败屡测、屡测屡败的状态。

美国做了很多漂亮的PPT

中国当时定下的目标很明确，先突破滑翔高超，WU-14在2014年就首飞了，成功之后马上转成了生产力，2017年DF-17就装备了，2019年70周年阅兵式上正式亮相，之后各种滑翔高超花式展示。吸气高超也早就规划上了，国内多个研究所以及大学都在做吸气高超，西工大这个只是公开的版本而已，没有公开的都不知道搞成啥样了。

飞天一号和飞天二号，到底有什么区别

对西工大2022年飞天一号有点记忆的朋友，应该会很好奇，这一号和二号到底区别在哪里？二号的发展算是到了什么层次了？一号的模式为什么没有再继续下去？

一号的官方报道描述：验证煤油燃料火箭冲压组合循环发动机火箭 / 亚燃、亚燃、超燃、火箭 / 超燃的多模态平稳过渡和宽域综合能力，突破了热力喉道调节、超宽包线高效燃烧组织等关键技术
二号的官方报道描述：首次获得了煤油/过氧化氢推进剂火箭冲压组合动力的变结构进气、变推力加速、变攻角自主飞行等科学数据，

这两种发动机都用了火箭基组合循环发动机（RBCC）。飞天一号验证了煤油燃料火箭冲压组合循环发动机火箭/亚燃、亚燃、超燃、火箭/超燃的多模态平稳过渡和宽域综合能力。飞天二号则在动力系统上更进一步，其发动机有4种模态，可根据速度切换不同的模态，覆盖从低速到高超音速的全域范围，并且实现了煤油/过氧化氢推进剂多模态飞行和实用化组合动力。飞天二号还通过热力喉道调节技术优化引射效率，减少了推力震荡

除了发动机外就是气动布局上的差别，飞天一号采用楔形乘波体和下颚进气道设计。飞天二号在继承飞天一号外形的基础上，增加了一对较大的下反水平主翼和一对翼展较小的斜垂尾，这使其能够实现变攻角自主飞行，在高超音速飞行时可灵活 “抬头” 或 “低头”，增强了突破对方防空反导系统的拦截概率。

一个非常明显的特征是飞天二号在头部测试飞行器与火箭位置设计了斜向喷口，这表示飞行器在分离前就已经点火了，可以在助推器动力范围内进行各种测试，这个也表明这次测试应该是技术验证概率比较高，或者是确保点火成功后再分离的一个设计。

哪种飞行器更有前途？二号长射程，高超音速变速度

一号和二号哪种更优秀？当然是二号了，理由很简单，二号可以在“根据速度切换不同的模态，覆盖从低速到高超音速的全域范围”，很多朋友可能会认为高超音速武器么速度越高越好，但却不知道高速和射程是两个矛盾的东西，速度越高，射程越短！

阻力与速度平方呈正比，跨音速与高超音速的激波效应还会使阻力非线性激增，所以现代武器在需要射程与速度兼顾时可以使用巡航（中低速）、突防（超高速）两种结合，并且在途中可以自由切换，比如感知到拦截时就切换到超高速，到末端突防时也用超高速，这样就能满足速度与射程之间的矛盾。

飞天二号是想快就快，射程还能更远，同时机翼的驭波设计，能让载荷更大，无动力滑翔下升阻比更高，简单的说就是飞天一号比较倾向于技术验证，而飞天二号则侧重于实用验证，就是二号更接近于实用阶段。

种花家已经很久没有分析高超音速技术了，但看到飞天二号这个还是忍不住要水一篇，各位网友如果有问题可以在留言区一起探讨下。