液体火箭发动机推动飞行器以0~M3速度飞行。当飞行速度超过M3后,火箭发动机转变为冲压发动机,从而推动飞行器达到M5且持续飞行。显然将液体火箭发动机与冲压发动机简单相加,必定造成结构、部分零组部件的冗余,使组合发动机的总效率降低,因此两者最大限度共用结构、零组部件,既是关键、也是难点。
协同吸气式火箭发动机(Synergetic Air-Breathing Rocket Engine,SABRE)是将液体火箭发动机与冲压喷气发动机集成为一体的产物。液体火箭发动机与冲压发动机为一体化的并联结构组合,火箭发动机有预冷器、压缩机、涡轮泵、燃烧室、尾喷管等,与冲压发动机共用进气口、进气道、机舱结构等,两者还可共用煤油箱、煤油供油泵和部分管路等。
协同吸气式火箭发动机(SABRE)组成与结构示意图,由圆环形超音速进气口(SUPERSONIC AIR INTAKE)、机舱(NACELLE)、预冷器(PRE-COOLER)、压缩机(COMPRESSOR)、涡轮(TURBINE)、火箭发动机(ROCKET ENGINE)、冲压发动机(Ramjet)、尾喷管(NOZZLE)等主要部分组成,20个小型冲压发动机的尾喷管环绕在火箭发动机尾喷管周围