随着英国超音速先驱反应发动机公司（Reaction Engines Ltd，简称REL）进入破产程序，BILL SWEETMAN 回顾了该公司曾经承诺的目标以及最终出现的问题。

REL公司曾被人们称为“世界上最古老的初创公司”。该公司立于 1989 年，旨在实现创始人Alan Bond的愿景——打造一款完全可重复使用的单级入轨飞行器（SSTO）。但由于未能获得新的投资，该公司于 2023年10月底进入破产程序。

60 多年以来，单级入轨飞行器(SSTO) 一直是一项令所有行业人员望尘莫及的挑战，其中包括两项耗资数十亿美元的美国项目——1980年代的国家航空飞行器（National Aerospaceplane）和1990年代的洛克希德·马丁X-33。

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REL 的 Sabre 发动机安装在 Skylon 飞行器上，旨在通过两种方式提高效率，使其比传统火箭更具优势：在 5 马赫以下的速度使用大气空气作为氧化剂，以及利用进气中的热能来增加推力。

这一核心技术是引擎进气口的热交换器（Hx），用于冷却和浓缩进入的空气。热交换器使用氦气回路将热量传递给Skylon的液氢（LH2）燃料。氢气通过涡轮膨胀，驱动压缩机，将高压高密度冷空气泵入火箭燃烧室和燃油喷嘴。当速度超过马赫数5时，Sabre引擎将转为传统的火箭模式。

REL公司在其大部分生命周期中都致力于打造一种可以从气流中提取 400MW 能量而不会受到阻碍的热交换器，并于 2009 年设计出了一种“飞行重量”装置，该装置由“成千上万根”直径为 1 毫米的不朽锈合金（Inconel） 管组成，管壁厚度为 40 微米，并配有霜冻控制系统，以防在启动时变成世界上最好的制冰机。

Sabre 发动机的早期版本（科学博物馆）

在牛津郡的一个科技园区里，一个初创公司打造太空飞机的想法从未被看作是可行的。REL公司的目标是让 Sabre 进行足够多的测试和演示，使得公司能够为合作伙伴带来可靠、低风险且有价值的知识产权（IP）以回报其支持者的投资，并在有大型合作伙伴或美国参与的情况下，仍能保持控制权。后者被视为可能的必要条件，既是为了资金，也是为了飞行测试地点，因为英国缺乏广阔的沙漠区域。

Sabre 的新颖特点可以逐步进行测试，从地面开始，然后过渡到传统飞机；对于NASP、X-33 和其他项目来说，问题在于地面测试无法消除所有风险，赞助商必须承诺建造一辆大型且昂贵的 X 飞行器，但却无法保证它会成功。

Sabre引擎在转为火箭模式时，只需关闭进气口和热交换器即可，这一过程比复合循环发动机的流量切换要简单得多，后者常常是一个技术难题。

2024年REL公司的发动机在 M=3.5 条件下进行了测试

单级入轨飞行器（SSTO） 仍是一个难以实现的目标。Skylon飞行器需要新的轻量化材料，且距离实现还需数十年时间和数十亿美元的投入。时任公司首席执行官Mark Thomas于2015年在Bond担任董事长任期时离开罗尔斯-罗伊斯公司加入REL公司。在他的领导下，公司采取了两个新的发展方向。

其中之一是寻求将强大高效的热交换器（Hx）技术应用于航空航天以外的领域。最著名的例子是梅赛德斯-奔驰F1车队的中冷器，但REL公司在探索电子产品、电池以及燃料电池动力装置等大众市场的应用场景。

另一个方向首次在 2019 年提出，即：REL 公司顾问兼英国皇家航空学会（RAeS） 前任主席Simon Henley在 LinkedIn 上提到的，公司已经开发出了一种“用于高速/高超音速状态的预冷推进系统”。Henley指出：只要飞行器有足够的燃料，这款发动机可以保障“可重复使用的飞行器”在零马赫到高马赫之间运行。

单循环零到3马赫以上的发动机已经足够出色，但Henley提到的最后一句话才是关键。预冷技术是可行的，早在 20 世纪 60 年代，发动机冷却曾通过将水-甲醇混合物喷入进气道的方式创下F-4鬼怪战斗机飞行速度的记录。蒸发降低了压缩机出口的温度，使得发动机能够在不超出材料耐热极限的情况下以更高的马赫数运行，但所需的水量限制了这种方法仅适用于短暂的加速冲刺。（美国初创公司 Hermeus 在其 Quarterhorse 无人演示机中使用了水预冷技术，但目前仅限于马赫2.5。）

REL公司的系统通过进气口使用热交换器，将热量排传递到燃料中使得效率大大提高，可以持续以远高于 3 马赫的速度运行，使得类似战斗机的飞行器能够拥有显著的超巡航半径——有报道称其可达750海里。空气框架集成的复杂度与任何其他涡轮喷气发动机相当。

REL公司（Reaction Engines Ltd）的倒闭对英国乃至全球的超音速技术发展是一次沉重打击

没有迹象表明REL公司的技术本身失败了，因此该项目很可能被前合作伙伴或新投资者低价收购。如果电垂直起降（eVTOL）飞行器最终成为实用技术，它们同样也需要高效的冷却系统。

REL 公司的冷却涡轮喷气发动机解决了一个航空领域长期存在的问题，但又有哪个客户有兴趣为解决该问题买单？英国似乎已放弃这一领域，而美国的高速研究则受到三个资助机构——NASA、空军研究实验室和国防高级研究计划局（DARPA）——的牵制，他们之间缺乏有效协调。这个领域是否可以成为风险投资家的真正机会？

比尔·斯威特曼（Bill Sweetman ）

2024 年 11 月 12 日