自己对发动机完全不懂，只是有一点这个想法。
假设是烧煤油的爆震发动机，在发动机进气口对着发动机的地方，放置几个氧气喷口。在大气层内飞行氧气喷口关闭，大气层外打开氧气喷口。这样可以用一个发动机解决问题。

首先，爆震发动机工作不稳定哈。
第二，纯氧燃烧很危险。
第三，楼下说。

变循环火箭发动机（类似于英国佩刀式预冷发动机的类型）结构是最复杂的，它包括冷却组件、涡轮机组件、燃气涡轮、冷却剂压缩机以及火箭发动机等结构，从结构上来看，变循环火箭发动机最复杂。

氧气和燃料是混合喷入燃烧室的。

这个概念是不难想到，用的不会是氧气，液氧这种液体氧化剂的可行性会更高一些。
不过目前不补充氧化剂的单模态驻定斜爆轰都还不能保证稳定燃烧，这种更复杂的复合循环发动机难度可想而知。

我想了一下，大气内的燃烧主要还是依靠空气作为介质向后高速抛出获得推力，燃烧废气的推力只是顺带的，如果纯氧混合煤油燃烧恐怕对核心机的使用寿命不是很友好。
我的想法是增加一个类似战斗机加力燃烧室的结构，和涡扇机之间设置气密阀作为模式转换时的隔离装置，核心机涡轮轴上连接一台涡轮泵，切换模式时可以用剩余转速做火箭发动机的启动助力，尾喷嘴做成可变的，这样整体就会变成一个巨大的全燃烧火箭发动机，不过燃料会变成大问题也就是了

现阶段的组合循环发动机也基本上是类似的原理。
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但实际上的难点非常多。

这是个很好的思路，并且已经有过比较完善的设计出现。但最大问题是“室压”太低，真空燃料消耗率过高。远不如分段抛掉效果好。