進氣式衝壓噴射 載具新革命
閻紀宇/特稿






美國航空暨太空總署的「Ｘ－４３Ａ」實驗原型噴射機，運用的是眾所矚目的「超音速燃燒衝壓噴射發動機」（scramjet），與傳統的噴射發動機技術或太空任務的火箭發動機，都有相當大的差異，航太業界普遍看好這種先進的技術是明日之星，在太空載具或長程噴射客機上都大有可為。

超音速燃燒衝壓噴射發動機是前一代「衝壓噴射發動機」（ramjet）的精進改良。它與傳統噴射發動機截然不同，構造非常簡單，內部沒有任何活動的部件，亦即不具備渦輪、壓縮機與傳動軸。其進氣方式為在極高速度之下，讓受到壓縮的空氣從發動機前方進氣口源源湧入，狹窄的進氣管道使氣流速度降低，溫度與壓力卻迅速升高；然後氣流進入燃燒室，與噴射進入的燃料顆粒發生燃燒作用，燃燒後的氣體迅速地從排氣口衝出，速度超過氣流進入發動機時的速度，於是產生向前推力。


相較之下，噴射發動機則需倚賴渦輪扇葉來壓縮空氣。不過也正因為要利用極高速氣流，超音速燃燒衝壓噴射發動機必須先藉由外力達到約六馬赫之後，才能開始運轉，因此飛行器要加裝輔助的噴射發動機或火箭發動機。

另一方面，這型發動機主要以液態氫為燃料，而且不必像火箭發動機那樣，要以巨大笨重的燃料槽攜帶液態氧，可以節省不少空間與重量，增加飛行器的酬載，強化其成本效益。

不過這項技術仍存在許多有待突破的難關，美國第一具超音速燃燒衝壓噴射發動機在一九六一年即已問世，但至今仍無法商業化。目前除了航太飛行器的研發之外，這型發動機也在各國研發新世代極音速飛彈時受到青睞，包括俄羅斯的ＳＳ－２５洲際飛彈以及美國軍方研發中的「快速反應飛彈」（ＡＲＭＭ）。