沈飞要开干高超音速飞机了！七代机什么标准：必须2小时抵达全球

沈阳飞机设计研究所的2025年社会招聘内容有点炸裂，9个招聘方向，3个是高超音速领域的，以沈飞在六代机歼-50上表现出来的空气动力学设计功底，沈飞这高超音速飞机绝对是干得出来的，但是问题来了，未来的高超音速飞机到底是个什么样，七代机是不是就是高超音速飞机？

沈飞要开干高超音速飞机了！

沈飞招聘的三个高超音速岗位分别是2个飞行器总体设计岗位，1个热结构设计，这些岗位的要求与方向如下：

• 飞行器总体设计1：要参与高超/空天飞机总体设计工作，包括布局、布置、重量、性能等平台总体设计，需求、指标、架构等系统综合设计，开展高超/空天方向顶层论证、发展趋势研究，同时完成新平台概念方案设计与项目论证，要求是有高超/空天飞行器项目经验，了解国内外相关技术发展现状，从业经验5年以上，有相关型号、飞行试验工作经历优先。
• 飞行器总体设计3：开展高超声速飞机总体设计技术研究、总体参数综合设计、高超声速飞机物理综合设计、飞发综合设计、系统综合设计、能热综合设计等技术研究。要求熟悉高超声速飞行器的主要特征和设计难点，掌握相关的设计流程方法，了解耐高温材料与热管理技术等高超飞机专业知识。
• 热结构：开展高速飞行器结构设计技术研究，包含高温热结构、热防护结构、热密封结构等，要求是参与过航天飞行器、导弹等项目结构设计，工作经验3年以上。

各位看出来了吗？沈飞招聘的三个高超音速岗位分别大致方向是气动布局、飞行器结构设计以及热防护设计，飞行器方向都已经面面俱到了。可能很多朋友都认为还缺个发动机设计的，不过种花家要提醒下各位，沈飞是飞机设计与制造公司，并不是发动机并不是沈飞的研究方向，所以这个不包含发动机很正常。

沈飞开始涉足高超音速领域，相信大家应该不意外！毕竟这从亚音速到超音速的六代机都搞出来了，接下来就要开始嚯嚯高超音速领域了，当然没也有人怀疑沈飞会干不出来，只是最大的问题是，高超音速飞行器到底是个什么样，未来沈飞的高超音速飞机可能会朝哪个方向发展！

高超音速飞行器四大件：气动布局、结构、热防护与发动机

高超音速一般指的是飞行速度超过5马赫的飞行器，一般来说有飞机以及各类高超音速导弹，两者的气动布局大相径庭，比如导弹类有向AHW这类弹头的轴对称飞行器，也有DF-17这类乘波体，还有向YJ-19这类吸气式高超音速导弹。

本文主要方向是飞机，所以不讨论导弹的结构，但两者原理其实是类似的，一般来说高超音速飞机的设计方向主要是平衡高升阻比、强机动性、热防护能力、推进系统适配性四大关键需求，飞行器的种类则有速度域（宽速域 / 单一速域）与能定位（侦察 / 作战 / 运输）等区别。常见的有如下几种类型：

从上表可以大致了解到有几个问题，升力体、乘波体、双锥体/多椎体等是适合导弹类的，上文说的AHW是双锥体/多椎体类型，DF-17是属于乘波体，YJ-19是属于升力体混合乘波体，乘波体以及升力体等对速域适应比较差一些，导弹么没所谓，固定速度巡航打击没问题。

翼身融合与变体布局比较适合宽速域，这类飞行器比较适合从地面起飞到临近空间执行任务的那种飞行器，比如空天飞机，从零速度起飞到25马赫左右飞向近地轨道，这类飞行器速度跨越0~25马赫，妥妥的宽速域飞行器。

还有一类是马赫数最高在6左右的类型，就目前而言，这类飞行器更接近现实一些，因为以现有的发动机而言，可能最高速度差不多就是在5~6马赫左右。所以讨论那种布局，还得与发动机配套，要不然就是纸上谈兵。

热防护其实也和飞行器速度相关的，比如空天飞机这类需要再入返回的，其过程与航天器再入没啥差别，并且由于其还不能用傻大笨粗的烧蚀结构，其热防护设计难度是比较大的！比较典型的几种速度下，飞行器机体表面的温度大致如下：

对于25马赫再入，烧蚀材料与主动冷却的结合是主流方案；15 马赫导弹需平衡烧蚀与结构强度；5马赫巡航则依赖轻量化隔热材料。飞行器的热结构设计主要考虑的就是这些方面。

除了气动布局与热结构以外，还有一个飞行器结构设计，这个主要是与飞行器用途有关，比如导弹、战斗机以及运输机或者客运等，大家都知道这些飞行器的结构强度要求是不一样的，比如目前亚/超音速战斗机最大过载一般是9/-3g左右，超音速以及高超音速机动要求与这个强度：

不同用途要求下的过载要求，这个与机体强度直接相关，如果要求高机动性，那么机体结构必须要加强，高超音速客机/运输机则要求会低很多，至于哪个才是度，就是结构强度设计的工程师要把握的。

最后是发动机类型：这个种类之多可能超出各位想象

九三阅兵让大家了解到了中国在高超音速技术方面已经名列全球第一！不过DF-17和YJ-21这类是滑翔高超，不在高超音速发动机选择讨论之列。可以讨论的对象是YJ-19和CJ-1000，这俩货是高超音速巡航导弹，使用的是超燃冲压发动机，不过种花家要告诉各位，这俩货的速度最大应该在6~7马赫，原因也很简单，因为碳氢类燃料要超过这个速度太难了！

超燃冲压发动机很好，但有几个毛病

简单一点说超燃冲压发动机就是冲压发动机的升级版，不过两者技术差距很大，因为超燃冲压发动机的燃烧室气流速度超过音速，而燃烧波传递速度是亚音速，这就使得这个燃烧室维持稳定燃烧难度太大。

另一个是亚燃/超燃一体发动机，这类发动机可以从2~3马赫开始就气动冲压发动机，但在4~5马赫模态转换时会遭遇推力陷阱，需要额外的技术去解决，一般用RBCC模式会更合适一些，但这种就已经不是超燃冲压发动机了，而是组合发动机。

还有一个是最大速度，前文说了碳氢（基本指的是航空煤油）燃料很难超过6~7马赫，一个是因为煤油类“点火能量阈值”比较高，液氢类只有其1/12。另一个是速度太大，气流被激波压缩比太高，温升严重，反而会导致气体膨胀，也就是进入了一个死循环，燃烧室的室压不可能再提高，当然速度也不可能再增加，这就是碳氢燃料无法超过6~7马赫的原因。

液氢可以让速度更高，原因之一如上所说，氢燃料点火能量更低，才高马赫数的超燃冲压发动机中更容易燃烧，另一个是氢燃料也更容易实现预冷，这有牵扯出另一个预冷发动机技术，可以让室压更高，当然速度也会更大，更容易达到高马赫数，一般氢燃料的超燃冲压发动机超过10马赫时没问题的。

冲压发动机不能零速度启动，因此使用冲压发动机的一般都需要其他类型的发动机过渡，比如火箭发动机或者涡喷发动机等。

爆震发动机：走到尽头都是组合发动机

大家可能更熟悉一点的是爆震发动机，这类发动机有PDE（脉冲爆震）和RDE（旋转爆震）与ODE（斜爆震）。这类发动机可以没有典型的运动部件，使用的是燃烧效率最高的连续爆炸模式驱动，燃烧室可以近似为等容燃烧，火焰传播速度是超音速的，特别适合高超音速。

不过爆震发动机也是有使用局限的，PDE实用性比较差一点，目前最接近实用的是RDE，小型RDE已经实用化了，不过大型RDE是个问题，另外其速度也比较敏感，比如气动后推力增加慢，高速不适应，需要涡轮组合或者冲压发动机的激波进气道配合，这样一搞这玩意儿就有点复杂了，也进入了组合发动机的范畴。

速度上PDE和RDE一般都在6马赫以下用，ODE可以在6~17马赫的环境下使用，这个看起来与超燃冲压发动机有点相似，但结构其实是不一样的。另外ODE也不能零速度启动，需要组合发动机配套启动。

组合发动机：种类多到超过你想象

组合发动机顾名思义就是各种不同的发动机组合，互相补上短板，发挥最大优势。以目前的发动机技术路线，主要有涡轮 - 冲压组合发动机、火箭 - 冲压组合发动机、涡轮 - 火箭组合发动机、、爆震 - 传统动力组合发动机、多循环组合发动机这些种类，速度范围么请看下表：

目前比较有前途的组合是火箭-冲压组合，越过推力陷阱，如果是氢燃料，10马赫问题不大；另一种涡轮-冲压组合和爆震-涡轮组合。当然这些发动机都比不了速域范围高达0~25马赫的循环组合发动机，一般指的是预冷组合循环发动机，国外英国在搞的“佩刀式”发动机，国内在搞的是“云龙动力”发动机，其原理如下：

使用液氦将进入进气道的空气极速冷却后被送入涡轮压缩分两路，一路进入火箭燃烧室与液氢或者其他种类的燃料混合燃烧；第二路进入一个高温涡轮泵燃烧驱动压缩液氦的动力；

主要就是在极高速度与极高压缩比的情况下，空气受热反而会膨胀而降低压缩比，无法提高室压导致推力难以提高，最终速度无法再增加，预冷就解决了这个问题。

很多朋友都认为为什么不用液氢预冷？这确实是个好办法，一锤子买卖可以用液氢，但液氢体积大，不适合保存，所以无法军用。另一个多次使用则会有一个氢脆问题，经过液氢的毛细管会在液氢的作用下变性，因为氢原子侵入金属内部后，通过改变金属的微观结构与应力状态，破坏原子间结合力，最终引发脆性失效。

所以要用液氦，虽然发动机结构复杂了很多，但好在是可以重复使用！在组合发动机中这类是最有前途的，不过英国的佩刀式发动机的母公司已经破产了，目前在这类组合循环发动机中中国的云龙动力是NO.1，未来空天飞机极有可能用的是这类发动机。

七代机什么标准？2小时抵达全球

六代机除了在机载电子设备、电子战以及雷达与通讯方面比六代机要先进不少外，在飞行性能上其实没有太大的改变，比如歼-20的最高速度可能在2.5马赫左右，六代机歼-36和歼-50也大差不差，相差最多也就在0.5马赫范围。

七代机应该是属于高超音速范围的，会比六代机的速度高出一大截！但有一个问题摆在面前，目前从中国在CJ-1000巡航导弹技术上看，在长时间工作的超燃冲压发动机技术已经非常成熟了，传闻CJ-1000的航程超过7000公里，就算以6马赫计算，发动机工作时间也接近1小时。

用这类发动机为动力研发的战斗机，其速度范围不会超过6马赫，与五代机相比确实是高出了一大截，要是这种速度的战斗机参与战争，那兼职就如入无人之境，没啥导弹跟得上，也没啥导弹拦得了，因为要拦截速度超过5马赫并且还能机动的飞行器实在难度太大。

那么问题来了，目前中国超燃冲压发动机已经成熟了，而六代机中国已经遥遥领先，那么七代机的发动机就用之增加了3马赫速度超燃冲压发动机？还是使用那种划时代的、可以0~25马赫横冲直撞、2小时抵达全球任何地点的预冷式组合循环发动机的“空天战斗机”？

各位认为应该如何取舍？是现阶段就能实现的超燃冲压发动机动力，6马赫以内玩玩还是再等等，直接上空天飞机？