噴氣發動機

噴氣發動機（Jet engine）是一種通過加速和排出的高速流體做功的熱機或電機。它既可以輸出推力，也可以輸出軸功率。

大部分噴氣發動機都是依靠牛頓第三定律工作的內燃機，但也有一些例外。常見的噴氣發動機有渦輪風扇發動機、渦輪噴氣發動機、火箭發動機、衝壓發動機、脈衝壓式噴氣發動機等。

物理原理

除了輸出軸馬力的渦槳和渦軸發動機之外，所有的噴氣發動機都是依靠高速噴射推進劑，通過牛頓第三定律產生的推力來做功的。火箭發動機的推進劑攜帶於火箭內部。

變循環發動機

如果一種發動機的某些結構可以變形，使它能夠分別以渦扇、渦噴、衝壓等不同的發動機形式工作，那麼他就稱為變循環發動機（VCE）。他在正常情況下是一台低涵道比的渦扇發動機或帶有外涵道的渦噴發動機。隨着速度的提高，渦扇的前風扇會停止運作並調整到阻力最低的情況並關閉外涵道，變成一台渦噴發動機。速度再提高時渦噴發動機的進氣也會關閉並啟動外涵道，並在外涵道的末端點火，變成衝壓發動機。這樣，單一一台發動機就可以擁有三種發動機的性能優勢，適應從低速飛行到高超音速的各種情況。

最早的實用變循環發動機是SR-71上使用的普惠J58發動機。此後通用電器也設計了YF120變循環渦扇發動機用於ATF計劃。但是這兩種發動機都沒有得到廣泛的應用。主要的原因還是因為變循環發動機結構過於複雜，且價格高昂。不過在以後的高速民航客機上，這種設計還有很大的發展潛力。

目前美國通用電氣公司擁有世界最好的變循環發動機技術^[1]，而中國航天科技集團於2016年8月1日宣布正在研製基於變循環發動機的組合動力飛行器，預期可讓進入太空的成本大大降低。

氫燃料吸入式發動機

NASA的X-43高超音速試驗機。它使用的是氫燃料的衝壓發動機。可以飛到十倍音速。

飛機的發動機因為使用航空煤油作為燃料而產生的污染，已經對人類造成了很大的困擾。而使用燃燒後只生成水的氫燃料發動機就可以從很大程度上避免這個問題。此外，氫的燃燒效率比航空煤油要高很多，因此可以獲得更大更經濟的推力。

氫燃料的另一個用途是用作衝壓發動機的燃料。特別是對於需要入軌飛行的空天飛機，攜帶的氫燃料在進入太空後也可以用在火箭發動機上。這樣就不用為了大氣層內的飛行攜帶額外的燃料。

氫燃料發動機的最大缺點就是氫燃料的安全性。液氫的儲存和運輸都很困難，並且很容易爆炸。這些問題嚴重影響氫燃料發動機的使用。直到現在，使用氫燃料發動機的飛機大多還停留在原型機階段。

核動力噴氣發動機

利用核爆炸或者受控核聚變加速工質推進的發動機。它的特點是無論推力還是比沖都非常大。缺點是體積龐大且難以控制，而且還有很多技術難點尚未解決。目前還沒有實用的產品出現。

核動力發動機可采進氣式設計（如冥王星巡航導彈）或者火箭式（獵戶座計劃）。如果使用核裂變能作為推進能量的來源，這種發動機就會造成很嚴重的核輻射污染，因此不太適用於在大氣層內使用。

核動力噴氣發動機的研究起源於1950年代^[2]。那時候有很多需要用到核動力發動機的的高速超長射程巡航導彈計劃和快速載人航天計劃。隨着他們的一一流產，核動力發動機沉寂了一段時間，後來在1970年代再一次被提出用於星際航行計劃。直到現在，核動力噴氣發動機還是處在實驗室研究的階段，並且現在的工作方式已經逐漸傾向於使用核聚變能。

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