喷气发动机

喷气发动机（Jet engine）是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机。它既可以输出推力，也可以输出轴功率。

大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机，但也有一些例外。常见的喷气发动机有涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、火箭发动机、冲压发动机、脉冲压式喷气发动机等。

物理原理

除了输出轴马力的涡桨和涡轴发动机之外，所有的喷气发动机都是依靠高速喷射推进剂，通过牛顿第三定律产生的推力来做功的。火箭发动机的推进剂携带于火箭内部。

变循环发动机

如果一种发动机的某些结构可以变形，使它能够分别以涡扇、涡喷、冲压等不同的发动机形式工作，那么他就称为变循环发动机（VCE）。他在正常情况下是一台低涵道比的涡扇发动机或带有外涵道的涡喷发动机。随着速度的提高，涡扇的前风扇会停止运作并调整到阻力最低的情况并关闭外涵道，变成一台涡喷发动机。速度再提高时涡喷发动机的进气也会关闭并启动外涵道，并在外涵道的末端点火，变成冲压发动机。这样，单一一台发动机就可以拥有三种发动机的性能优势，适应从低速飞行到高超音速的各种情况。

最早的实用变循环发动机是SR-71上使用的普惠J58发动机。此后通用电器也设计了YF120变循环涡扇发动机用于ATF计划。但是这两种发动机都没有得到广泛的应用。主要的原因还是因为变循环发动机结构过于复杂，且价格高昂。不过在以后的高速民航客机上，这种设计还有很大的发展潜力。

目前美国通用电气公司拥有世界最好的变循环发动机技术^[1]，而中国航天科技集团于2016年8月1日宣布正在研制基于变循环发动机的组合动力飞行器，预期可让进入太空的成本大大降低。

氢燃料吸入式发动机

NASA的X-43高超音速试验机。它使用的是氢燃料的冲压发动机。可以飞到十倍音速。

飞机的发动机因为使用航空煤油作为燃料而产生的污染，已经对人类造成了很大的困扰。而使用燃烧后只生成水的氢燃料发动机就可以从很大程度上避免这个问题。此外，氢的燃烧效率比航空煤油要高很多，因此可以获得更大更经济的推力。

氢燃料的另一个用途是用作冲压发动机的燃料。特别是对于需要入轨飞行的空天飞机，携带的氢燃料在进入太空后也可以用在火箭发动机上。这样就不用为了大气层内的飞行携带额外的燃料。

氢燃料发动机的最大缺点就是氢燃料的安全性。液氢的储存和运输都很困难，并且很容易爆炸。这些问题严重影响氢燃料发动机的使用。直到现在，使用氢燃料发动机的飞机大多还停留在原型机阶段。

核动力喷气发动机

利用核爆炸或者受控核聚变加速工质推进的发动机。它的特点是无论推力还是比冲都非常大。缺点是体积庞大且难以控制，而且还有很多技术难点尚未解决。目前还没有实用的产品出现。

核动力发动机可采进气式设计（如冥王星巡航导弹）或者火箭式（猎户座计划）。如果使用核裂变能作为推进能量的来源，这种发动机就会造成很严重的核辐射污染，因此不太适用于在大气层内使用。

核动力喷气发动机的研究起源于1950年代^[2]。那时候有很多需要用到核动力发动机的的高速超长射程巡航导弹计划和快速载人航天计划。随着他们的一一流产，核动力发动机沉寂了一段时间，后来在1970年代再一次被提出用于星际航行计划。直到现在，核动力喷气发动机还是处在实验室研究的阶段，并且现在的工作方式已经逐渐倾向于使用核聚变能。

视频