未來的飛機會使用何種動力？
假設在未來化石能源已經枯竭，地面載具和水面載具可以使用核能產生的電力，那空中的飛機將使用何種動力呢？特別是對機動性要求很高的殲擊機，什麼樣的動力裝置能在體積不太大的情況下提供足夠大的推重比呢？
硬要把問題設定成沒有化石燃料的話，可以用液氫，或者人工合成燃料。在大氣層內，使用化學燃料燃燒獲得的高功率密度還是很誘人的。
愛
……這個提問包含了一個假設：永遠需要高機動性的殲擊機。
雖然在近未來，殲擊機依然是不可能放棄機動性的，但是這個問題討論的又不是近未來的情況罷？
俺來隨便開個腦洞好了=u=+
核動力激光脈衝爆震發動機+能量武器=無限航程巨大多炮塔飛行艦=u=+
不同於地球表面的直射視野限制，空中平台假設在1w米高度巡航，對海平面目標的探測和射擊距離可達400公里以上，對同樣1w米高的空中目標可以達到800公里上下，依靠大型平台的高穩性+能源優勢，可以充分發揮能量武器即發即中的優勢，並且提供強大得多的觀測能力，完全碾壓小型飛行器+實彈武器的機動性、隱蔽性優勢。
眼熟嗎？這就是太空戰的預演哦~=u=+
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如果是近未來的話，那麽毫無疑問是各種合成燃料，大頭可能是生物燃料。
詳情請參考米帝鬼畜海軍的「大綠艦隊「計劃，這是大規模應用替代燃料的先鋒。美軍作為地球上最大的化石燃料用戶，對此早有計劃。
不過這裡細思恐極的是，如果米帝軍隊這種吞油巨獸全面改用生物燃料，那需要多少耕地來供應呢？相當於多少人口的口糧呢……？
聚變渦扇咯
既然標籤打上了航空發動機，那我覺得腦洞不能隨便開。今天太晚了，我覺得有必要找時間給大家科普一下航空發動機了。
--------------------4月18日---------------------
飛行器動力工程專業大三學生，回答如有不當或者不正確的地方希望大家能夠指出。
我目前對於航空發動機的理解是，一個龐大而且複雜的工程問題，而不是單純的科研問題，而我看了很多答案和評論，似乎有一些沒有理清楚航空發動機的理論基礎。航空發動機不是那麼簡單的換某個部件就能有很大提升的東西。前幾天老師還講到，假如渦噴6的所有材料都用成先進複合材料，那重量起碼降低一半，推重比由5~6直接上升到10，二代機搖身一變就成了四代機。然而隨便想想就知道，金屬是各項同性材料，複合材料是各向異性的，當然不可能簡單地替換。
閑話不多說。首先，人類目前應用的所有動力裝置，其最基本的原理都是牛頓第三定律。
我覺得星際穿越裡面的這一段解釋很有靈性（忽略中文……）。對於飛機而言，在空氣中想要向前飛行，必然要向後排出氣體，根據航空發動機遵循的三大定律：質量流量守恆、動量守恆、伯努利定律，飛機獲得的推力為發動機進出口截面的空氣動量之差（動量為質量流量和流速的乘積），那麼想要加大推力，要麼就增加空氣流量，要麼就增加出口流速。對於民航發動機來說（考慮到排氣速度增加會帶來更大的噪音），更多採用前者，比如目前比較先進的民航發動機GE90的風扇直徑達到3.12米，比很多飛機的機身都要大。對於需要超聲速飛行的戰鬥機來說，直徑過大會使阻力過大，一般會採取加力燃燒室等方法提高出口流速以獲得更大的推力。
早期的時候用的是活塞式航空發動機，體積巨大，推力有限，很難連續提供動力，很快就被淘汰了。
目前的噴氣式發動機，其核心部分高壓壓氣機-燃燒室-高壓渦輪，都遵循布雷頓循環。
1~2：空氣流經進氣道和壓氣機，減速增壓升溫
2~3：空氣和燃氣混合在燃燒室中燃燒，3點為燃燒室出口溫度，或者稱為渦輪前溫度。提高這個溫度也成為了提高推力最簡單的手段，但是對於材料以及渦輪葉片的冷卻工藝的要求也相當高。AL-31F的渦輪前溫度在1400攝氏度左右，F135的渦輪前溫度大概在1700攝氏度左右，已經超過了鋼的熔點。
3~4：高溫高壓的氣體經過渦輪和尾噴管，加速減壓膨脹，將空氣的內能轉化為渦輪的機械能，使渦輪轉動，而渦輪可以帶動壓氣機轉動，從而形成循環，經過尾噴管加速噴出，提供動力。
4~1：大氣。
一、那麼很多答案裡面提到的使用電力驅動壓氣機取代渦輪是否可行呢？首先，電池的能量密度和直接利用高溫高壓的空氣驅動渦輪相比，目前來看應該還是後者的能量轉化效率更高點。另外，在布雷頓循環中的3~4段，氣流的主要加速過程仍然是在噴管中發生的，而噴管出口截面速度，和噴管入口的滯止溫度是有關的（可以大概理解為和噴管入口溫度），如果簡單地把燃燒室換成電動機，那麼噴管入口溫度達不到那麼高了，噴管出口的流速也達不到那麼高了。對戰鬥機來說推力主要還是靠噴出高速氣體提供的，所以使用電力驅動壓氣機，能否適用於戰鬥機發動機還需要再考慮。
二、衝壓發動機是目前的研究方向。目前F22的馬赫數可以達到2左右，而使用了J58渦噴衝壓發動機的黑鳥SR71的最大馬赫數可以達到3.2 。我有個同學在做J58的進氣道模擬設計，我專門去問了他原理。進氣道需要將空氣壓縮，而超聲速時產生的激波本質上是一種壓縮波，超聲速進氣道有外壓式、內壓式和混合式，J58的屬於混合式進氣道。如果拉瓦爾噴管（縮放形式）用在尾噴管處，亞聲速氣體經過噴管會膨脹並加速，用在進氣道處，流道做成漸縮漸放式的可以使超聲速氣體減速增壓，大概是下圖的方式。（畫崩了…………）
流道截面積最小的地方是喉道，同樣類比漸縮漸放噴管的擴壓比，當進出口截面積和喉道位置不同時，噴管擴壓比不同，那麼對於縮放流道類型的進氣道來說就是增壓比不同，所以這個整流錐在不同馬赫數下是可以前後移動的，以此來實現變循環。（我網上查到的一些資料和我同學說的這個有些出入，是整流錐在徑向的形狀可以改變，具體的我也不太懂）
而黑鳥的用途，除了作為偵察機以外，還可以作為高超聲速的試驗台。飛行馬赫數更高的設備一般都不是自主實現起飛和降落的，一般都需要一台飛機帶載，在一定的馬赫數下繼續加速以達到更高的馬赫數。
三、核聚變我了解的不多，我大概了解的有兩個方面，一是核聚變的反應條件非常苛刻，需要很高很高很……忘了多高了，目前的辦法是採用激光照射，並且為了受熱均勻需要從四面八方照射，試驗設備是球狀的，照射的激光數目越多越先進吧；二是這麼高的溫度需要什麼樣的材料來作為容器呢，貌似採用的方法是使原子核在一定範圍內高速公轉……？我記得比較清楚的就是這兩個難以突破的點，目前採用的這兩種方式根本沒法結合起來，一個靜一個動，只能看哪一個率先取得重大突破然後另外一個點想辦法來適應，因此我始終覺得可控核聚變是一件超級難的事情這輩子都不一定見得到，見得到肯定也享受不了……
四、其實現在民航發動機的發展方向就是向著大推力，高效率，低耗油率發展的，已經在能源和環保問題上下了很大功夫了。
五、如果真的如樓主所說化石能源枯竭，對於民航飛機來說，確實可以靠電來驅動壓氣機和風扇，因為大涵道比渦扇的推力主要還是由風扇提供的。可是對於需要超聲速飛行的戰鬥機來說，我不太想的出來怎樣在不用加熱氣體的情況下使噴管噴出高速氣體。也許真的如 @雨後江天曉 所說，需要愛來驅動吧。
渦噴5比心心！（可是我好像畫成了大蘿蔔）
電池技術突破的話，會有一部分用電的（除了傳統電池以外還有可能使用燃料電池）目前看來，變循環發動機（可變涵道比）或者渦輪風扇衝壓混合發動機會是近未來的發動機發展趨勢，這兩種發動機主要是能夠兼顧高速和低速的能效如果說不用化石能源的話，那麼氫（不是燃料電池）很有可能成為高性能飛機的能量來源
技術突破到一定層次的話，其實可以考慮用電。
用電池（當然電池的能量密度要比現在高得多）來推動電動機，到時候飛機就不是加油了，是充電，直接由在機場的核聚變或者核裂變反應堆供電，空中也不是加油機了，是充電機……
不過以我的腦袋，是想不出來如何利用電動機超音速（不超音速用不到戰鬥型飛機身上），其實美國早在冷戰時期就研究出了不用燃料的渦噴發動機（X6核動力飛機）。
但是不知道用電加熱可行不可行。
如果我能解決這個問題，估計下半輩子去國家科學院混吃到死都沒問題。
核動力飛機最多渦槳發動機吧。畢竟反推力要麼是壓縮噴出的空氣，要麼是燃燒後噴出的燃氣····不過核動力微小化還是有點嚇人，任何泄漏都不敢想像。
接下里大家和我一起腦洞吧------
聚變能成熟，交流電用不完，電池技術和無線射線充能技術成熟.地面載具被徹底拋棄。
大家的私人交通工具全部是渦軸發動機的小型飛行倉，而且靜音技術完善，不然整個城市就是轟鳴聲。可以做透明的有機材料做成的隔離航道。航道幾十上百米高，虛擬劃分若干層。這樣可以減小或者去掉傳統飛行器因為作用於空氣，噪音必定大的弊病。整個城市遍布浮動式射線充能樁。為什麼是浮動式？因為在一條街的上面可能還有一條街道。因為城市將是立體的。每個充能器會自動瞄準把定向能照射在你的飛機某處的充能接收面板上。。
但是你們不要幻想飈飛機，那樣太危險了，會毀掉整個城市。飛行倉都是人工操作，超級電腦和AI控制整個城市的私人飛行倉，集中分配飛行高度和軌道，用戶提交目的地後自動分配路徑，這樣才能做到零事故。不然手動操作私人飛機，那些喪心病狂的瘋子和蠢蛋會讓立體交通變成一場大災難，處處可見墜機。
往細了想就更有意思了，可能會有國際飛行拉力賽，賽道是立體的，各種障礙也是立體的，那是勇敢者的遊戲，每年一次。每逢比賽，大家都會押注這次會死掉50%還是80%的參賽者。
會有隔離出的重載飛行航道，因為地效影響，可能接近地面，畢竟那些幾十噸的大傢伙從你上空飛過，氣流會把你的飛行器狠狠的把你從空中拍到幾十米下的地面上。
會有飛行優先順序的設置，有救護火警警察專用的飛行航道。通過高價，富翁們或許能買到自由航道的使用權，但是沒有公共航道的保險賠償。畢竟高風險，但是有錢人就是喜歡作死，這個平淡的城市中今天最大的新聞大概就是世界最大的浮動充能樁生產商大公子xxx深夜飆飛機在坐標x1960. Y5639 z38 處撞死於自家產的充能樁上的事情。
因為聯網，再也不會發生犯罪分子飆車，警察追捕的情景啦，因為歹徒上飛機後，舉報者舉報後，飛機強制導航飛入警局啦。年輕人完全看不懂100年前老電影速度與激情這類警匪片的邏輯。
發散一下，到時戰爭就是純粹的網路攻擊，只要黑客可以黑掉一個城市的交通中心，那麼這個城市就完蛋了。 但是又會有安全人員發展保護系統，比如某些防護被攻破，系統就會陷入暫停狀態，全城運行中的飛機自動就近分配泊位，自動停泊。
睡覺了····
行業內工作，根據平時抽煙吹水的內容來看，下一個方向是衝壓發動機，可以節省大量增壓部件，難點是超聲速穩定燃燒和部件冷卻，再往後熱核衝壓發動機是最理想的類型，可以省燃料供應，最終的目標是巴薩德衝壓發動機，通過超速飛行收集大量被宇宙射線和太陽電離的離子進行聚變反應，達到星際航行的能力。
你們回答電啊 軌道啊 液態燃料什麼的都沒有擺脫現有框架的束縛，就好比工業革命前的人在想像將來的交通工具是多麼快的馬車一樣。
所以未來能源用什麼這個是不可想像的吧。
如果要我瞎猜未來的交通工具，我覺得空間傳送是酔吼的，還要什麼交通工具。
夢想還是要有的嘛。
不請自來。大學有一門專業課叫飛行器設計，學過一點航空發動機基礎的前來回答。在十幾年到二十年的時間裡，高速飛行將會是帶有助推器的燃料衝壓發動機的天下。助推器只是讓飛行器有一個初速，而衝壓發動機才是主發動機。將來的衝壓發動機，也許會做到既能亞燃也能超燃（補充一，進入燃燒室的氣流速度區分。補充二，現在高超音速飛機的主發動機在試驗超燃衝壓發動機）。（根據@劉指紋 知友指正，變循環的發動機應該會成為主流，也就是低速的時候是渦扇或者渦噴，讓飛行器有初始速度，高速的時候就是衝壓）在二十年到五十年的時間裡，也許新的衝壓發動機會出現，工作介質的加熱不再是靠著燃燒，而是外部加熱，比如說激光比如說放電，或者說就是核聚變（航天），同時，利用電磁作用形成初始推力，可以取消助推器。提供能量的，將會是小型核反應堆發電，或者說大容量電池（個人感覺電池可能性小一些）。一百年以後，提供能量的，也許就變成小型聚變反應堆。再遠點，那會的人類應該已經掌握了引力動力等相關知識，動力源也不再會是我們當前科技能夠想到的了。
嘴炮動力
我說一個可能在十幾年或幾十年後實現的，脈衝爆震發動機
倉鼠跑輪，還可以用電流刺激加速
我覺得應該是清潔型微型核能發電機最有前景，低速下使用高能效比馬達驅動螺旋槳，高速下可以使用等高推重比離子發動機（也是使用電能）。雖然實現起來有難度，但是從理論上都是可能性巨大的。
如果是核動力 一場空戰以後 下面老百姓可是倒了霉 打下來多少架飛機咱就得吃多少發原子彈
未來沒有飛機
不知道題目說的未來是什麼樣的未來～ 不如分類討論一下!可遇見的未來：衝壓發動機變循環發動機強預冷發動機這些發動機現在還在實驗驗證機的階段不遠的將來：渦軸發動機配合超導電機——未來客機方案分散式發動機飛發耦合等等未來：核能～真空能～原力～暗能量～
回答這個問題時，我正好在機場候機。
前不久剛完成的太陽能飛機「陽光動力2號」環球飛行，就已經描繪了這幅畫卷。我不確定它上面是否有電池，應該只保留了應急的電池。大部分能量來源都靠太陽。
電動飛機早已不是什麼新鮮事物，即使不用太陽能，用電池也能飛起來，如下面的這個。
電力製取燃料
可以用太陽能么
我並不是學這些的，只是有個想法，不知道為什麼沒有人提到太陽能。設想一下，民用客機巡航高度都在一萬米左右，隨以後科技發展，飛機的升限提升，在一萬米以上的平流層飛行將成為主流。平流層的太陽輻射要比地表強很多很多，如果能研製出高效的太陽能採集和動力轉換裝置為飛機提供電力，為發動機提供熱量，空氣在發動機里壓縮加熱變為蒸汽來增加推力等級……節約又環保
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