出品：科普中國(guó)

　　作者：王明志

　　策劃：武玥彤

　　監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

　　網(wǎng)友提問：可以把火箭的噴機(jī)用在戰(zhàn)斗機(jī)上嗎？

　　專家解答：

　　發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)極為關(guān)鍵的部件。現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)都使用先進(jìn)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，而從未將火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為自身的主動(dòng)力，這主要是由戰(zhàn)斗機(jī)和航天器的運(yùn)動(dòng)特性以及兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的原理差異決定的。

　　首先，戰(zhàn)斗機(jī)與航天器的運(yùn)動(dòng)特性對(duì)動(dòng)力的需求完全不同。戰(zhàn)斗機(jī)飛行由噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，由機(jī)翼等升力體產(chǎn)生升級(jí)，由舵面偏轉(zhuǎn)控制飛機(jī)的俯仰、橫側(cè)和偏航運(yùn)動(dòng)，整個(gè)飛行過程中，需要發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)提供動(dòng)力，并根據(jù)不同的飛行狀態(tài)，不斷調(diào)節(jié)動(dòng)力輸出。而航天器需要在上升段由火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，中段和末段主要通過姿態(tài)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的短時(shí)工作，調(diào)整姿態(tài)，變換軌道。兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)長(zhǎng)要求是不一樣的。

　　其次，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)不同。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要在高溫高壓狀態(tài)下工作，不用考慮進(jìn)氣條件。而飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)既工作在高溫高壓狀態(tài)下，還要在速度和迎角不斷變化的狀態(tài)下工作，發(fā)動(dòng)機(jī)要適應(yīng)復(fù)雜的進(jìn)氣條件，在戰(zhàn)斗機(jī)處于大迎角、小速度、大油門狀態(tài)時(shí)更是如此。

　　第三，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理有很大的不同。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)雖然都是靠反作用提供動(dòng)力，但噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要空氣與燃料混合燃燒產(chǎn)生高速噴流。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)則是推進(jìn)劑在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生高溫燃?xì)猓ㄟ^發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管高速噴出，產(chǎn)生反作用力，為飛行器提供飛行所需的動(dòng)力。因此，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：一是工作過程不需要空氣，由于外部氣壓隨高度的增而減小，發(fā)動(dòng)機(jī)推力隨高度的增加而增大，在大氣層外火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力將達(dá)到其最大值；二是推力由推進(jìn)劑燃燒的高溫高速氣流產(chǎn)生，推力的變化不受飛行速度的影響；三是推進(jìn)劑包括燃燒劑和氧化劑，總消耗量比較大。

　　第四，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力調(diào)節(jié)方式不同。戰(zhàn)斗機(jī)在飛行中飛行員可以通過油門桿很方便地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力進(jìn)行調(diào)節(jié)。航天器在飛行過程中要優(yōu)化飛行彈道、增強(qiáng)機(jī)動(dòng)能力，也要調(diào)節(jié)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，但這屬于難度非常大的關(guān)鍵技術(shù)。以液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為例，推力是推進(jìn)劑流量與發(fā)動(dòng)機(jī)比沖的乘積，主因素是流量，調(diào)節(jié)推力就是調(diào)節(jié)推進(jìn)劑的流量，而流量特性由噴孔流量系數(shù)、噴孔面積、推進(jìn)劑密度和噴孔壓力決定，調(diào)節(jié)起來遠(yuǎn)比飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)后還會(huì)有后效沖量，需采取分級(jí)關(guān)機(jī)的方式，逐步降低推力。對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)來說，工作時(shí)間短，加速度大，推力也不易控制，重復(fù)啟動(dòng)比較困難，若要達(dá)到推力終止的目的，就必須要設(shè)置反推裝置。

　　所以，從兩種發(fā)動(dòng)機(jī)特性以及航空器與航天器動(dòng)力需求差異上看，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不適合配裝戰(zhàn)斗機(jī)。只有在某些特殊情況下，飛機(jī)會(huì)將火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為助推器使用，如美國(guó)曾在C-130運(yùn)輸機(jī)的機(jī)身兩側(cè)配裝火箭助推裝置，用于迅速增加飛機(jī)的起飛速度，縮短起飛滑跑距離，但由于存在難以控制的缺點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)極少采用。

圖1 典型戰(zhàn)斗機(jī)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

圖2 典型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

　　王明志，1980年6月加入空軍，1991年獲軍事學(xué)碩士學(xué)位，2000年獲軍事學(xué)博士學(xué)位。曾任航空兵部隊(duì)作訓(xùn)參謀、副團(tuán)長(zhǎng)、教研室副主任、主任。先后在《外國(guó)軍事學(xué)術(shù)》、《空軍軍事學(xué)術(shù)》、《外國(guó)空軍軍事學(xué)術(shù)》、《中國(guó)空軍》、《航空雜志》等發(fā)表論文、譯文30余篇；1996年以來為《世界軍事年鑒》“航空武器裝備”類目撰稿人；擔(dān)任3本教材的主編、副主編；獲軍隊(duì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，空軍軍事理論研究成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)多項(xiàng)。

可以把火箭的噴機(jī)用在戰(zhàn)斗機(jī)上嗎？

圖文簡(jiǎn)介

從兩種發(fā)動(dòng)機(jī)特性以及航空器與航天器動(dòng)力需求差異上看，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不適合配裝戰(zhàn)斗機(jī)。只有在某些特殊情況下，飛機(jī)會(huì)將火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為助推器使用，如美國(guó)曾在C-130運(yùn)輸機(jī)的機(jī)身兩側(cè)配裝火箭助推裝置，用于迅速增加飛機(jī)的起飛速度，縮短起飛滑跑距離，但由于存在難以控制的缺點(diǎn)，現(xiàn)在