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上世紀(jì)80年代，世界主要技術(shù)強(qiáng)國都推出了各自的兩級/單級入軌飛行器發(fā)展計(jì)劃，如美國的國家空天飛機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)劃、英國的“霍托爾”計(jì)劃和德國的“桑格爾”計(jì)劃等。以渦輪發(fā)動機(jī)和沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行熱力循環(huán)組合和結(jié)構(gòu)集成從而形成的新型空天動力-TBCC組合發(fā)動機(jī)，被視為未來空天飛行的最有前景的動力形式。渦輪發(fā)動機(jī)在低空、低速飛行時使用，沖壓發(fā)動機(jī)在高空、高速飛行時使用，從而便捷、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)天地往返。但TBCC組合發(fā)動機(jī)從渦輪到?jīng)_壓接力存在“推力陷阱”，那么什么是“推力陷阱”呢？

“推力陷阱”主要指推進(jìn)系統(tǒng)在某些非設(shè)計(jì)工作點(diǎn)性能差，輸出動力不足，幾乎無法提供正向的加速度的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的渦輪發(fā)動機(jī)由于其復(fù)雜的增壓機(jī)構(gòu)限制了其飛行速度和飛行高度的上限，其一般在飛行馬赫數(shù)2.5以下可以穩(wěn)定工作，而沖壓發(fā)動機(jī)由于其獨(dú)特的壓縮形式使得其只能在高速下工作，其正常工作的飛行速度至少在馬赫數(shù)3.5~4.0范圍內(nèi)，這樣二者之間就存在一個馬赫數(shù)3左右的速度范圍出現(xiàn)動力不足的情況，“渦輪上不去、沖壓下不來”，從而難以實(shí)現(xiàn)有效接力，即“推力陷阱”?！巴屏ο葳濉钡某霈F(xiàn)極大地制約了馬赫數(shù)6+量級TBCC組合發(fā)動機(jī)的發(fā)展，從而對未來空天飛行器的發(fā)展產(chǎn)生一定的影響。

“推力陷阱”被視為是國際公認(rèn)的難題，現(xiàn)有的針對TBCC組合發(fā)動機(jī)“推力陷阱”問題的解決思路主要包括研發(fā)耐高溫渦輪、發(fā)展預(yù)冷卻技術(shù)，提高渦輪發(fā)動機(jī)的工作上限；改進(jìn)沖壓發(fā)動機(jī)的局部設(shè)計(jì)，降低起動速度，以適應(yīng)更低的接力速度；增加第三方推進(jìn)裝置輔助，如引射火箭，實(shí)現(xiàn)渦輪發(fā)動機(jī)與沖壓發(fā)動機(jī)的無縫銜接等，其中強(qiáng)預(yù)冷技術(shù)是解決“推力陷阱”問題的最直接的辦法，該技術(shù)已引起各國的廣泛重視，如俄羅斯的ATRDC方案和日本的ATREX方案均采用了高效緊湊的換熱器實(shí)現(xiàn)來流的預(yù)冷卻，美國的MIPCC方案采用了射流預(yù)冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)來流的預(yù)冷卻。上述技術(shù)的深入發(fā)展將有望使得TBCC推進(jìn)系統(tǒng)步入實(shí)用化。（北京空天技術(shù)研究所 郭鵬亮）