由于未能完成新一轮融资，英国空天动力先锋Reaction Engines Limited（REL）于2024年10月宣布破产。这家成立于1989年的公司，继承了英国的霍托尔(Hotol)项目的技术积累，专注于推进技术的研发，致力于解决进入空间和高超音速飞行的技术难题。凭借其新一代空天动力——协同吸气式火箭发动机（Synergetic Air-Breathing Rocket Engine, SABRE）一度引领技术创新，获得了包括波音、罗罗、BAE system等航空巨头以及欧洲航天局（ESA）、美国空军研究实验室（AFRL）的支持[1]。然而，尽管在技术上取得了诸多突破，REL却因商业化进程滞后而破产。此事件引发了对高风险技术商业化困境的深刻反思。
SABRE发动机
以SABRE为动力的Skylon“云霄塔”飞机
方案新颖，备受青睐
火箭发动机因其强大推力和宽速域覆盖能力成为航空航天的主流动力，但需自携氧化剂，且燃料消耗大。相比之下，吸气式发动机能够利用空气中的氧气，在大气层内具备经济性优势，但无法在临近空间中使用。为此，融合两者优势的组合发动机应运而生，低速时依赖吸气以减少氧化剂携带，高速时切换至火箭模式，使飞行器能跨越大气层，实现点对点的快速运输。组合发动机的突破性技术，为未来航空投送、军事打击、商业运输等领域带来了深远变革。
SABRE发动机正是吸气式动力和火箭动力的巧妙结合，其独特之处在于采用闭式氦循环系统，集成了预冷器、氢氦回热器和氦加热器三大超级换热装置。预冷器能够在不到1/100秒的时间内将1000℃的高温空气冷却至-150℃，使发动机在高达Ma5的速度下依然维持高推力，而后无缝切换至火箭模式，实现最高Ma25的飞行速度并进入近地轨道。凭借这一技术创新，SABRE发动机获得了波音、罗罗和BAE System等传统航空巨头的高度关注，并成功吸引了超过1.5亿英镑的注资[2]。
REL与ESA的合作进一步推动了技术发展，2012年成功完成了SABRE发动机预冷器的地面测试[3]。此外，SABRE发动机的换热技术还被梅赛德斯-奔驰的一级方程式赛车队引入其热管理系统，进一步验证了其在高温管理方面的潜力[4]。REL与AFRL也展开合作，通过验证该技术在战斗机热管理系统中的应用潜力，以支持战机在Ma4速度下的高效热管理[5]。
SABRE发动机的预冷器
SABRE发动机的预冷器细节图
SABRE发动机预冷器地面试验
SABRE发动机预冷器地面试验
SABRE发动机预冷器地面试验
技术无虞，囿于资本
在完成预冷关键技术验证后，REL于2024年8月成功展示了其预冷器技术在现有喷气式发动机中的集成应用，实现了持续Ma3.5条件下的地面运行。这一突破性成果进一步巩固了REL在高超声速推进技术领域的领先地位。除预冷器技术外，REL还开发并测试了适用于高超声速飞行的新型高马赫进气系统，完成了亚尺度空气动力学风洞试验[6]。此外，REL成功验证了集成预燃室系统（Integrated Preburner System），将氦加热器和预燃室模块小型集成化（体积与登机行李箱相当），实现了1400K（1126℃）高温下高达2.5MW的功率输出，为氦循环系统和发动机提供稳定热能[7]。这些技术突破原计划服务于SABRE发动机核心机试验，REL为此在英国白金汉郡韦斯科特建立了专用试验设施。然而，核心机试验的公开进展在此之后停滞不前，REL的研发重心仍聚焦于换热技术领域。
SABRE预冷器与涡喷发动机集成试验
SABRE集成预燃室的系统试验
2022年，英国政府对SABRE发动机研究计划进行了全面评估，对其技术影响喜忧参半。尽管在政府和多家航空巨头的支持下，SABRE发动机的技术研发取得了显著进步，并且数据显示，该项目有望带来2.6倍于产业平均的投资回报，同时推动了过去几年内高速或高超声速技术的科研活动[8]。然而，这一项目仍然面临诸多挑战。研发周期长，技术复杂度高，加之员工众多，REL每年可用于研发的预算仅为百万英镑级别，与超高试验成本之间存在巨大缺口。有限的资金不仅制约了技术推进的速度，也导致部分初始目标和关键里程碑无法按期完成。这种技术发展与市场信心的不对等逐渐削弱了投资方的信任，致使波音、罗罗等早期支持者在多次权衡后选择撤资，尤其是在SABRE的技术成熟度尚未完全验证、市场需求尚未明朗的背景下。融资困境最终导致REL无法继续维持项目运转，在新一轮融资尝试失败后，REL正式宣布破产，宣告了这一创新项目的夭折。
国力为翼，坚持创新
REL的破产凸显了高风险技术在市场基础尚不完善时的脆弱性。这一困境不禁让人联想到上个世纪60年代末英国罗罗公司研制RB211发动机的历程。这款发动机采用了独特的三转子涡扇设计，旨在提供高推力、高效率和低油耗。然而在研发过程中，RB211面临推力不足、结构超重、油耗过高等多重技术挑战，导致研发进度严重滞后，成本超支至原计划的2倍，累计耗资1.7亿英镑，技术复杂性和研发费用的急剧增加使罗罗公司陷入了财务危机。这一严重超支最终将罗罗公司拖入破产境地[9]。
英国罗罗公司RB211发动机
为了挽救本土航空工业，英国政府决定将罗罗公司收归国有并进行重组。政府的介入不仅帮助罗罗公司走出财务困境，还通过进一步改进RB211技术，使其最终取得市场认可，成为L-1011客机及其他多种机型的核心动力。同时，RB211的技术积累为后续遄达系列（Trent）发动机的发展奠定了重要基础。这一案例彰显了国家在关键时刻对本土技术和产业的保护与扶持所发挥的关键作用。
在高超声速发动机技术方面，美国通过强有力的政府主导，构建了全面支持体系，为前沿技术提供了充足的资金保障和系统性支持[10]。2021年，美国国防部（DOD）投入34亿美元的预算支持高超声速技术发展，其中DARPA（国防高级研究计划局）主导了战术助推-滑翔（TBG）和作战火力（OpFires）等关键项目。DARPA不仅为这些项目提供持续的资金支持，还通过协调洛克希德·马丁、雷神等军工企业与研究机构协同合作，形成覆盖技术研发、政策引导和市场应用的完整链条。这种围绕实际需求展开的支持模式极大提升了项目的成功率。
类似的国家支持模式还体现在量子计算领域。2018年，美国能源部（DOE）拨款1.5亿美元设立量子信息科学研究中心，支持IBM、谷歌等科技巨头的研发工作。这一投入促使美国在量子计算领域实现了多项突破性成果，包括谷歌于2021年宣布的“量子霸权”，确立了其技术领先地位。以DARPA和DOE为代表的国家支持模式，通过稳定的经费投入、政策保障和企业合作机制，形成了以国家为后盾的“技术-政策-市场”联动链条，使得高成本、高风险技术得以快速成熟并迈入商业化阶段。
相比之下，SABRE项目的资金支持显得捉襟见肘。2022年，英国政府对REL提供了约6000万英镑的资助，这在短期内延缓了项目的停滞，但与高超动力动研发动辄数亿英镑的预算需求相比，显然远远不够。缺乏长期稳定的资金保障，使得REL难以负担持续高昂的试验成本，也限制了技术成熟和市场化的推进。这一资金困境是SABRE项目未能实现技术落地的根本原因，同时暴露了英国在支持高风险前沿技术项目中的短板。
厚积薄发，砥砺前行
得益于我国对未来空天战略的高度重视和持续投入，我国在高超声速动力技术领域取得了显著成就。与REL的SABRE发动机理念相似，我国在预冷发动机方面也开展了大量的研究，并在多个关键领域实现突破。例如，北京动力机械研究所研发的“云龙”发动机，设计了近地轨道运载能力的方案，针对发射需求，可支持空间站的载人和货运任务。西安航天动力研究所提出的PATR预冷组合发动机方案，攻克了多项关键技术，完成了发动机的设计和关键部件的研制，并在近几年完成了多次技术验证试验。
国家在高超声速领域的推动不仅体现在巨额科研资金的投入，还通过政策引导和体系化建设推动协同创新。高校、科研机构和军工企业形成了高效的合作网络，多家研究机构围绕TBCC（涡轮基组合循环）、RBCC（火箭基组合循环）、ATR（空气涡轮火箭）等前沿技术开展了深入研究，攻克了大量技术难题。通过集中力量办大事的科研模式，我国在高超声速飞行器设计、先进材料研发和发动机技术创新等方面实现了从基础研究到工程应用的多层次突破。
信念不灭，卷土重来
SABRE发动机以其独创性理念为空天动力领域带来了技术革命的曙光，从REL公司技术研发历程来看主要启示如下。
（1）方案可行，但技术难度极大。该方案通过吸气式与火箭式推进技术的有机结合，为未来空天飞行提供了前所未有的可能性。然而，这一技术也面临极高的技术门槛，诸如超高速热管理、模态切换稳定性、材料耐受极限等多重挑战。
（2）资金短缺，致研发进展缓慢。作为SABRE技术的核心推动者，REL长期受到资金短缺的困扰。尽管公司得到英国政府和部分投资者的初步支持，但公司整体运营成本高，据测算每年仅100万英镑级别的费用能够真正投入研发，无法支撑复杂项目的高昂成本。这种资金困境直接导致技术进展缓慢，市场信心逐步下滑，最终阻碍了SABRE从技术概念到商业化应用的转化。
（3）需求极致，技术牵引性极强。SABRE的挫败也凸显出国家支持在前沿技术研发中的关键作用。作为下一代水平起降的空天飞行方案，SABRE不仅对航天运输模式具有颠覆性意义，同时由于极端的性能追求对设计、制造、材料等技术发展具有战略性牵引作用。这些颠覆性技术需要国家层面的长期稳定资金保障，并通过政策引导和创新协作网络，汇聚企业、高校和科研院所的资源，形成高效的协同创新体系，从而有效降低高风险技术的研发障碍。
（4）技术未灭，预期将重回视野。尽管REL的资产已由普华永道进行清算[11]，但其技术积累并未消失，只要能够获得更强有力的资源整合和资金支持，SABRE仍然有望重回视野，继续推动空天科技的突破性发展。
撰稿：赵小天，赵泽洋，李晓语
审核：刘金鑫
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