腾云工程二级入轨空天飞机
说到航天，很多人的注意力可能都集中在SPACE X可回收的的猎鹰和星舰身上。猎鹰的一枚助推器刚创造了回收使用19次的纪录。不过大家可能没有想过，可回收运载火箭的未来是什么？应该说可回收运载火箭的终极形态就是空天飞机。目前可回收运载火箭的回收次数最多在几十次，不超过一百次这样一个范围内。而未来的空天飞机的重复使用次数有可能达到成千上万次。所以我们才说可回收运载火箭发展到尽头就是空天飞机。
我国前段时间发射的可重复使用试验航天器就相当于腾云工程的第二级
那么空天飞机技术现在发展到哪一步了？前几天我国发射了可重复使用试验航天器。但是这还不是空天飞机，因为他是使用运载火箭作为运载平台的，严格来讲仍然属于航天飞机。和美国在上个世纪七八十年代发展的航天飞机属于同一类型的，只不过是一种微型的航天飞机而已，当然也不能说一点技术进步都没有。如果我们把可重复使用试验航天器的运载工具改为一架高超音速飞机，那么这立刻就变成了一型两级入轨的空天飞机。我国的腾云工程就是这样的一种空天飞机，而目前的可重复使用试验航天器就相当于腾云工程的第二级。当然真正的腾云工程第二级体积可能要更大一些，载荷能力也会更强。
冲压旋转爆震及斜爆震组合发动机
那么腾云工程的第一级在哪里呢？应该说相关技术正在紧锣密鼓的研发当中。这是整个腾云工程中最难的部分。我们知道对于空天飞机来说，更高的重复使用频率，更简单的检修维护是领先于可重复运载火箭的关键技术优势。最近推进技术期刊提到，我国的科学家提出了一种新型的吸气式动力，可以作为腾云工程第一级的理想动力。这是一种新型组合动力，冲压旋转爆震及斜爆震组合发动机。我们知道空天飞机优于可回收运载火箭的另一个优势就是运载效率高。因为空天飞机的第一级使用的是吸气式发动机，也就是可以使用空气中的氧气作为氧化剂，可以不需要像运载火箭那样同时携带燃料和氧化剂。
清航一号试验飞行器
但是正因为如此却带来了空前的技术难度。因为到目前为止尚未有任何一种吸气式动力可以独立承担从空天飞机起飞到进入高超音速阶段前的动力。也就是说现有的动力技术需要进行组合，至少也需要结合两种以上的动力才能满足空天飞机的动力需求。所以对于两级入轨的空天飞机来说，第二级的动力比较好解决，用现有的火箭发动机就可以，但是第一级的动力就会比较难搞定。因为在2.5马赫到5马赫之间有一个速度段很难找到理想的动力，这个被航天业内称为推力陷阱。
清航空天公司的试验飞行器清航一号试验飞行器已经进行了成功的飞行试验
不过我国的科学家已经找到了一种理想的发动机，可以作为突破推力陷阱的动力，那就是旋转爆震冲压发动机。2022年1月24日，我国清航空天公司的试验飞行器清航一号已经进行了成功的飞行试验。清航一号试验的动力就是旋转爆震冲压发动机。但是旋转爆震冲压发动机的工作速度区间是有限的，在2.5到6.5马赫之间。如果让腾云工程的第二级在6.5马赫左右分离入轨，整个系统的运载效率是非常差的。所以我们需要找到一种更好的组合动力来提高第二级的分离速度。
RDE连续旋转爆震冲压发动机
适合在6马赫左右接手的动力是斜爆震发动机，中科院姜宗林院士已经在我国的高超音速风洞中试验成功了斜爆震发动机。准确地讲这是一种采用斜爆震驻定燃烧技术的冲压发动机。斜爆震发动机的工作速度可以覆盖6马赫到16马赫，因此可以作为旋转爆震冲压发动机的理想后续动力。也就是说我们要想让腾云工程空天飞机的运载能力更强，就需要进一步整合旋转爆震冲压发动机和斜爆震发动机。而这种发动机技术已经被我国的科学家提出来了，这就是前面推进技术杂志论文中研究的旋转爆震冲压发动机及斜爆震组合发动机。这种新型发动机可以看做是旋转爆震冲压发动机和斜爆震发动机的串联组合动力。
斜爆震发动机
这种新型发动机的前段是进气锥，将高速来流压缩后进入环形燃烧室。在这里用连续旋转爆震方式组织燃烧。在2.5马赫到7马赫之间采用的都是这种燃烧方式，当飞行速度更高时会切换到后部的燃烧室，用圆台型内壁诱导来流，在这里使用驻定斜爆轰方式组织燃烧。一直到发动机的速度达到16马赫。然后才进行第一级和第二级的分离，这样第二级的载荷能力就可以大幅提高。
新型冲压旋转爆震及斜爆震组合发动机
那么剩下的工作可能就比较容易解决了，也就是发动机从速度为0到2.5马赫之间这一段，可以使用现有的涡扇或者涡喷发动机就可以解决。只需要做一个可切换的进气道，将涡扇发动机或者涡喷发动机并联在冲压旋转爆震及斜爆震组合发动机旁边就可以了。这样一套完美的腾云工程第一级的动力系统就诞生了。这就是推进技术杂志这篇论文的意义所在。只要第一级做出来，我们就可以拿到一个可用的阶段性成果，这本身就是一架高超音速飞机，作为高超音速侦察机或者高超音速轰炸机来使用都是没有问题的。
新型冲压旋转爆震及斜爆震组合发动机
我国在高超音速乘波体气动和吸气式高超音速动力技术领域的优势来源于我国自主研制的先进风洞。我国已经研制成功JF12和JF22高超音速风洞，用业内研究人员的话说，这两型高超音速风洞领先世界先进水平二三十年。美弟至今都没有研制成功像JF12和JF22高超音速风洞这样的先进风洞。所以美弟至今还在乘波体高超音速飞行器的大门外徘徊。而我国已经将乘波体高超音速飞行器投入实用阶段。DF17的弹头就是一种典型的高超音速乘波体气动设计。没有先进的风洞就不可能有先进的高超音速气动和动力技术，因为高超音速风洞的研发建设周期长达二三十年，所以我国在空天飞机技术领域可以保持领先美弟二三十年的优势完全没有问题。
