近年來高超聲速飛行器成為世界各國爭相研究的熱點課題，而研發高超聲速飛行器的最大阻礙之一就是其動力系統的開發。目前世界上現有的動力系統中，航空發動機、火箭發動機、衝壓發動機以及活塞發動機各有各的優勢與劣勢。但任何一款單獨的發動機，都難以滿足高超聲速飛行器動力系統的寬範圍、高可控、高可靠的需求。為了能更好的將這些動力系統的優勢集中，研究者提出了一種組合迴圈推進系統的構想。

p根據各種發動機的優劣，效能高的航空發動機很難用於高度20千米或速度3。0馬赫以上飛行器；工作範圍不受限制的火箭發動機存在效能偏低，推進劑消耗大的問題；有較好的效能和飛行馬赫數的衝壓發動機需要助推器解決初速問題。研究者提出了三種組合迴圈推進基本形式：渦輪基組合迴圈（TBCC）發動機、火箭基組合迴圈推進系統（RBCC）發動機和渦輪及火箭基組合迴圈（T/RBCC）。三種組合迴圈推進系統的工作原理也各不相同。渦輪基組合迴圈（TBCC）動力系統是由渦輪噴氣發動機與衝壓發動機有機結合的，起飛階段由渦輪發動機工作，到達約3馬赫時，渦輪進發動機關閉，啟動衝壓發動機，繼續工作。火箭基組合迴圈（T/RBCC）動力系統由壓氣機、渦輪、混流腔和燃燒室組成。其使用獨立的燃氣發生器驅動渦輪帶動壓氣機工作，壓縮空氣在燃燒室與富燃燃氣進行燃燒，高溫燃氣透過尾噴管產生推力。火箭基組合迴圈推進系統（RBCC）則是有機的結合了高推重比、低比衝的火箭發動機和低推重比、高比衝的吸氣式發動機，是航天推進系統高效性和經濟性的最佳組合。

pbr/p對於飛行包線範圍非常寬（高度0~40km或更高、飛行M數從亞聲、跨聲、超聲速擴充套件到高超聲速）的高超聲速飛行器來說，採用渦輪基組合迴圈（TBCC）動力系統和火箭基組合迴圈（RBCC）動力更為合適。p採用渦輪基組合迴圈（TBCC）動力系統有以下的優點，可以實現真正意義上的水平起飛和著陸；有完全可重複使用性；不受發射和著陸地點的限制，在一般軍民用機場即可；可維護性好、維護成本低、使用壽命長，可以完成每年1000次的飛行任務；飛行馬赫數達到4以上；可以使用常規燃料和潤滑劑，發射成本低。所以，在未來的應用中，可以作為軌道飛行器的第1級推進系統，也可以擔任低成本高速飛行試驗平臺的動力裝置，此外還可以作為速巡航導彈和高速偵察機的動力系統。應用前景雖然非常廣泛，但是渦輪基組合迴圈（TBCC）動力系統還是存在各種問題。比如，渦輪發動機（TE）體積大、質量大，比較耗費燃料。渦輪基組合迴圈（TBCC）動力系統跨聲速能力差，為增加跨聲速推力，需要加裝非一體化的火箭發動機等各種問題。所以，在未來的發展過程中，渦輪基組合迴圈（TBCC）動力系統還需要解決多項關鍵性技術。包括能夠承受高飛行馬赫數引起的高溫氣流的衝擊；相比現在軍用渦輪發動機，TBCC發動機中的渦輪發動機必須能夠適應寬廣的飛行範圍；TBCC發動機的各系統必須能夠適應亞、跨、超、高超聲速飛行的要求；進氣道不僅能夠滿足TBCC發動機進氣量的要求，還要保證進氣道出口氣流畸變度小及可在低馬赫數下起動；排氣噴管內外特性必須保持高效能，滿足寬馬赫數範圍TBCC發動機的工作要求；所有的碳氫燃料必須保證可靠點火和燃燒的穩定性；各部件或系統所用材料必須具有耐高溫能力且能與先進的冷卻方式相容，同時必須發展耐高溫的熱塗層。pbr/

pbr/p採用火箭基組合迴圈（RBCC）動力系統，目前包括包括管道火箭和火箭衝壓發動機、液化空氣迴圈火箭和深冷空氣火箭發動機、火箭/雙模態衝壓組合發動機、液化或深冷空氣火箭/超燃衝壓組合發動機、液化或深冷空氣火箭/雙模態衝壓組合發動機等型別。並且擁有以下優點，其工作範圍覆蓋地面到外太空，能以吸氣模式推動飛行器到達5倍聲速、26Km左右的高度，充分利用大氣層中的空氣。如果從地面出發僅透過一次模態轉換就能實現單級入軌，這是TBCC、ATR也無法做到的。其次，RBCC與另外兩個組合推進系統不同在於自身攜帶了火箭發動機使用的推進劑，故可在大氣層外飛行。而在結構尺寸方面：與渦輪機相比，火箭發動機推重比大，尺寸較小，就有可能縮小整個動力系統的尺寸。就目前的單/雙級入軌動力系統而言，RBCC無疑有著巨大的優勢。所以，在未來的運載概念中，引入火箭基組合迴圈（RBCC）具有很大的前景。

pbr/pTBCC發動機的研究起步較早，參研國家以西方航空技術發達國家為主，包括法國、美國、德國、俄羅斯和日本等。目前，在研製TBCC處於前列的當屬美國，美國於2005年還啟動了獵鷹組合迴圈發動機試驗（FaCET）計劃，其目標是發展可重複使用的、碳氫燃料的TBCC推進系統。2009年之後，NASA在基礎航空計劃（FAP）中繼承RTA發動機的研究成果，延續了TBCC發動機的研究，其目標是：2014年開展小尺寸、帶進氣道的並聯式TBCC發動機模態轉換試驗。目前已完成的工作包括：2010年6月進行了Ma=3一級渦輪發動機（WJ38）的核心機地面試驗；2011年4月進行了全加力、單膨脹斜面噴管的整機試驗。目前正在進行模態轉換試驗之前的安裝準備工作。

pRBCC發動機研究起步同樣很早，早在20世紀60年代，美國就對此進行了大量的研究，迄今為止，美國、日本、俄羅斯和歐盟等國家和地區紛紛開展了對組合動力推進系統的研究工作，均取得一定的成果。以美國為例，1998年，美國國防部高階研究局（DAPPA），開始了為期18個月的高超聲速導彈驗證器的研製；1999年11月，DAPPA決定選用雙模態衝壓發動機與發動機一體化的起波器方案，該計劃為期33個月，投入約4000萬美元，在2002年完成。NASA也在進行火箭/雙模態衝壓RBCC推進技術研究。

p空間載荷的快速低成本投送、對超遠距離目標的快速打擊以及全球範圍的高速運輸等諸如此類的應用目標，使得世界各航空航天技術發達國家對遠端、高速飛行器的需求日益膨脹。所以，在21世紀各種高超聲速飛行器將成為各國的研究重點。同時，為了讓高超聲速飛行器，擁有穩定先進的動力系統，組合迴圈推進技術將成為研究的重點！