没想到竟然有网友把高超音速飞行器NextRS再次送上了热榜，从2025年2月份这个DARPA的概念计划“横空出世”以来就非常神秘，因为这是迄今为止DARPA各种上天入地各种超前概念装备中为数不多的、连渲染图都没有的计划之一，这个计划的绝密值可谓是已经拉满了！
美国本土起飞，5马赫+的速度全球2小时内抵达，快速进入快速撤出，直接绕过对手的反介入/区域拒止体系！能在高超音速状态下发射武器，可以有人也能无人状态下执行任务！按美国军工目前的效率估计可能遥遥无期，不过这ID也算不错，DARPA这不是给中国军工送PPT来了嘛！
美最神秘高超音速飞行器NextRS：用的是什么发动机？
2025年2月份左右，SAM.gov（美国联邦政府的官方采购与合同管理）公布的一系列合同中曝光了DARPA正在执行一个名为NextRS（下一代响应式打击）的高超音速飞行器，据美媒报道称，这是美国空军与国防高级研究计划局（DARPA）合作可重复使用的高超音速飞行器概念，能执行打击和情报、监视和侦察（ISR）任务。
预计这种飞行器将于2027财年启动演示验证机开发，目标在2030年前后实现首飞原型机/演示机。在DARPA的设想中，NextRS能从美国本土任何常规机场水平起飞，然后在TBCC系统的涡轮发动机模式推进到2~3马赫+的速度，然后TBCC系统的冲压发动机启动继续接力到4马赫+，再切换成超然冲压模式，进入5马赫+的巡航模式！
在5马赫+的速度下，2个小时内基本上可以抵达全球热点地区可先执行情报、监视与侦察（ISR）任务，实时获取目标数据；随后在高超音速状态下安全投放内置高超音速武器，对时敏或高价值目标实施精确打击。
完成任务后NextRS可以高速返回本土基地或者在美军在分布全球的其他基地降落。利用可重复使用设计能快速加油、完成维护和重新装载后，NextRS可在当天执行多次出击。是美军最渴求“本土快速响应、往返可重复”作战模式。
各位是不是很熟悉这种飞行器以及打击方式？差不多就是《壮志凌云2：独行侠》中的“暗星”高超音速飞行器+绝密飞行中“鹰爪”攻击机，从太平洋某处的航母上起飞，直接抵达东南亚某国执行穿透作战任务后再返回。
想要实现这种2小时打遍全球最关键就是其设计的速度指标最高需要5马赫+，DARPA的航空航天项目办公室（APO）表示，根据NextRS的速度以及作战任务需求，该飞行器需要在结构与材料、高速武器分离、双模推进、发电、热管理系统以及高马赫数涡轮发动机领域完成突破。
APO表示，其中最关键的系统是基于涡轮的联合循环（TBCC）推进系统的技术，并且要求这种发动机不能基于“注水”技术，估计有很多网友都不太理解这种TBCC发动机以及所谓的“注水”技术，其实这也算是一种预冷式发动机。
NextRS计划的核心：TBCC发动机能搞出来吗？
TBCC是是涡轮基组合发动机的简称，其原理是这样的，传统涡轮发动机，比如涡扇发动机很难超过2马赫，涡喷发动机好一点，但也很难超过3马赫，而高超音速门槛就是5马赫，需要用亚燃冲压发动机（4马赫+）到超然冲压发动机（5马赫+）来实现。
但是亚燃/超燃冲压发动机无法在零速度下启动，因为冲压发动机是使用迎面气流冲击发动机进气道内壁，形成激波压缩来流，只有等速度在2马赫+时才能顺利启动，零速度下就需要涡喷发动机启动加速，高速时切换到亚燃/超燃冲压发动机，这种组合模式就是TBCC涡轮基组合发动机。
TBCC发动机的技术原理并不复杂，但其难点相当大，最复杂的就是模态转换，从涡喷到亚燃冲压难度不大，但亚燃冲压发动机的速度范围可能需要在2~4马赫+左右范围，这就对亚燃冲压的进气道设计提出了极高的要求，适应范围要求更宽，但是更简单的方式是增加涡喷发动机工作上限，比如能到4马赫+。
上文中那个发动机喷水就是在这个时候跑出来的，速度增加后最麻烦的问题其实是压缩气流，因为压缩后的空气增温反而会让空气膨胀，这会让压缩效果下降，并且还会减少核心机流量，最终导致推力下降，最好的方法就是对来流降温，喷水蒸发降温就是最省事的办法。
喷水确实很省事，并且水也不要钱，这不是天才的办法吗？但是很抱歉，飞行器这种东西，带水也是有很高成本的，因为带了水就不能多带燃油了，航程就会下降！所以这次APO提出的要求是不能喷水，是不是各位就可以理解了？
这种发动机当然不只是喷水降温的问题了，还有亚燃/超燃冲压模态转换问题，这个问题比喷水问题严重多了，其主要问题是燃烧从亚音速模式切换到超音速模式，燃烧效率、火焰稳定性和热释放控制都变得极其困难，这个就是经典的推力陷阱问题：
转换过程中常常出现推力显著下降而阻力仍在快速增加的情况：发动机可能同时处于“两种模式都不高效”的中间状态，导致净推力（Thrust - Drag）不足，甚至为负。飞机/飞行器无法继续加速，就像掉进了速度“陷阱”，难以跨越4~5马赫这个关键的速度区间。
所以这种TBCC可不是容易很容易就搞出来的！2022年11月17日，超音速飞行器公司Hermeus展示了Chimera（奇美拉）发动机在圣母大学涡轮机械实验室的超音速风洞中测试的视频，发动机从涡轮机状态成功切换到冲压发动机状态：
这台发动机是利用F100涡喷发动机机上一个外涵道的冲压进气道组成，开始时空燃比相当低的涡轮发动机模式，此时火焰为淡蓝色，之后发动机蓝色火焰消失，尾喷口变成暗红状态，同时推力减小，但很快冲压模式启动，矩形尾喷口喷出耀眼的黄色火焰：
其切换原理如上图，冲压进气道是绕过这台F100涡喷发动机的，这种叫做同轴式TBCC，或者叫串联式，也有并联式，就是用一个进气活门分流，低速时走涡喷，高速时走冲压！不过Chimera（奇美拉）发动机只是完成了涡喷到亚燃冲压的模态转换，或者准确一点说这个难度不是很大。
Chimera发动机推进的飞行器叫“Quarterhorse”（夸特马），赫尔姆斯确实在研究超过5马赫的飞行器，但这几年来这家公司一直在突破预冷器 + F100发动机的集成测试，这个预冷器就是要携带额外的空气制冷介质，不是水就是其他可以重复利用的介质，比如液氦等，所以并不符合APO的要求。
那么美国这种不需要预冷的发动机进度如何呢？答案是八字还没一撇呢，2025年8月份，DARPA启动了High-Mach Gas Turbine（HMGT，高马赫燃气涡轮）计划推进。这就是无需依赖预冷能直接换成模态转换的高马赫数燃气涡轮计划，能实现从常规起飞到Mach 5+全程连续高效工作。预计将在2027年制造出原型机。
目前的进度还处在架构定义基本完成概念设计刚刚开始的状态，已经有多家承包商参与，重点包括发动机架构、核心设计、高温材料、先进冷却、可变几何进气道、热管理和瞬态性能建模等。从目前公开的消息来看，从2025年启动至今暂时没有重大里程碑突破报道。
按美国军工复合体近些年来的拉垮程度来看，这个可能会遥遥无期！原因很简单，军工复合体已经习惯与DARPA或者五角大楼签署成本加酬金合同（Cost-Plus）：实报实销 + 固定利润，无成本上限，超支全由政府买单的合同。
近些年美国军工所有超期以及严重超支最后不得不取消的合同都是这一类，设想是很好的，为提升军工企业积极性，有政府承担所有研发成本，但结果往往是军工企业“混工资”，把研发规模越搞越大，资金支出越来越多，到最后往往就是五角大楼不得不终止计划，但是军工企业并没有损失，因为他们在长期的研发过程中早就挣够钱了。
所以这个NextRS的ID确实挺好，但可能会被美国军工复合体干黄了，不过这没关系呢，因为中国就有一种发动机已经非常接近验证机，甚至进度可能还会更快一点！
给中国送PPT：中国已经有现成发动机了，比美国高效还结构简单
NextRS这种飞行器的最核心技术对中国来说其实就是发动机，就如APO列出的结构与材料、高速武器分离、双模推进、发电、热管理系统等几大子系统中，中国高超音速导弹装了那么多年，结构与材料肯定没问题，发电与热管理也没问题，剩下的就是武器分离与发动机技术，其实中国早就已经测试通过了！
对转冲压发动机：从零至6马赫
TBCC是将涡喷发动机和亚燃/超燃冲压发动机组合在一起，而对转冲压发动机则是将涡喷发动机和亚燃/超燃冲压发动机整合到一起，这个发动机的前半段是一个取消了静子的对转的压气级，后半段是一个涡喷/亚燃/超燃冲压燃烧室，也就是说看起来就像是一台涡喷发动机独立完成了从静止启动到亚燃再到超燃的整个燃烧过程！
其设计思路可谓是天才，两个对转式转子在零速度下能完成气流压缩并实现涡喷模式燃烧，在速度增加后，比如2-3马赫可以切换到亚燃冲压燃烧，然后再4-5马赫再切换到超燃冲压燃烧，没有所谓的推力陷阱！其最优秀的设计就在这一对反向旋转的压气级转子：
这两个转子的设计比普通的涡轮压气级要稀疏很多，但其压气效率极高，因为其使用的不再是单纯的压气级压缩，而是利用其极高的转速在进气道内划出一道道激波，然后气流在通过这些激波时得到高效压缩，各位应该发现关键了，这种发动机的转速相当高：
典型军用涡喷（如涡喷-7）：低压转子：≈11,000rpm，高压转子：≈11,500rpm
旋转冲压压气机转速：低压轴（前级转子）：≈35,000rpm，高压轴（后级转子）：≈45,000rpm
目的就是让叶尖速度超过音速，利用的是其产生的激波压缩来流
设计点叶尖速度：450–510 m/s（远超传统压气机）
传统涡压叶尖：一般300–380 m/s
激波是一种压缩波，气流穿过激波时会遭遇阻力继而被压缩！这种对转涡轮压气效率很高，单转子相当于传统4–6级压气级，2级相当于8~12级，目前顶尖的F119和中国的WS-15也只有9级压气级，这对转冲压发动机一来就是8~12级，这不是要掀桌子的节奏吗？
这种对转模式还有一个好处，即在亚燃向超燃过渡时可以调节转速调整激波以配合发动机燃烧模态，简单一点说就是转子可以配合燃烧情况然模态转换稳定过渡！这种发动机的在转子的精确调节下，最高速度可达6马赫！
当然各位可不要认为这是纸上谈兵，首先这种发动机的原理论文在2020年就在中科院顶刊上发表了，2021年申请了技术专利！2026年3月，已经完成地面台架试车，验证了0–6马赫工作能力。你没有看错哦，已经是验证机状态并且已经确认可以在0~6马赫下工作。从这个进度看，中国的这种的0~6马赫发动机要比美国DARPA的HMGT高马赫燃气涡轮计划快多了。
按中国这样的进度，在2027~2028可以装机测试的预测还是比较靠谱的，像美国这种目前还在前期验证状态，想要在2027年搞出验证的原型机来这个难度可就不是一般的大了。
高超音速分离与飞行器设计：MD-19和MD-22还记得吗？
高超音速分离确实是个问题，投掷武器或者分离有两个非常棘手的难题，一个是穿过极为复杂的附面层，这个紊流非常难预测；另一个是穿过飞行器的激波，穿透后自身也会产生激波，既要不影响投放的母机，也要安全穿透打击目标。
上图是在高超音速风洞中分离子一二级（子母机）的测试视频，可以很清晰的看出已经顺利分离了，并且还没有影响母机。当然实际的武器是开弹舱然后再发射分离或者分离发射，这个过程会更为复杂，但是有了我们高超音速下风洞测试的理论基础，实际操作时就会容易很多。
完成了以上子系统后，最后剩下的就是飞行器了，这点各位完全不要担心，早在多年前的珠海航展上的MD-22飞行器，以及后来的MD-19飞行器各位应该都见过了，这种宽速域飞行器的速度范围是0~7马赫，完美覆盖了对转发动机的0~6马赫。
当然MD-22和MD-19只是测试飞行器而已，作为在多年前珠海航展上出现飞行器，目前很有可能已经升级到更大型或者有人飞行器，搭配未来搭配对转冲压发动机，未来第一个实现2小时打遍全球的估计就是中国了！
说真的，美国人连高超音速武器这种高超音速门槛更低的飞行器都没有，直接就上高超音速飞行器，也真是佩服他们砸钱的魄力！当然你如果知道他们高超音速风洞都严重不齐备就敢开工高超音速飞行器，你就更佩服他们的勇气了！
