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​脉冲爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新概念发动机

2025-03-13 20:39 来源:网络 点击:

脉冲爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新概念发动机

脉冲爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新概念发动机,它的原理与常见的火箭发动机或航空喷气发动机不同。这种发动机在燃烧室内直接利用爆震燃烧产生的爆震波来压缩气体,进而产生动力。爆震燃烧产生的爆震波使可爆燃料的压力、温度迅速升高(压力可高达100个大气压,温度可达2000℃)。因此,爆震燃烧的发动机可以不用传统的压气机和涡轮部件就达到对气体进行压缩的目的,使结构大大简化,成本大大降低。此外,由于爆震波的传播速度极快,达到每秒几千米,因此,整个燃烧过程接近定压燃烧,由于定压燃烧的热循环效率大大高于定容燃烧(普通的发动机都是定容燃烧),达到49%(定容燃烧效率为27%),因此,采用爆震燃烧的推进系统可大大改善性能。当爆震频率很高时(达到80~100Hz),就可以产生连续的推力。

与传统发动机相比,脉冲爆震发动机省去了压气机、涡轮机等部件,具有结构简单、推重比高、成本低廉等特点。据称,未来无论是火箭、导弹,还是空天飞机都可以使用脉冲爆震发动机,被认为是21世纪很有潜力的空天动力项目。因此,有学者将脉冲爆震发动机成为“梦幻动力”。

PDE具有以下优点:结构简单(无涡轮等旋转部件)、尺寸小(不大于2米)、适用范围广、成本低、可在零速度下使用、燃烧效率高、高速性能优越[2]。据估计,PDE的推重比可达20,马赫数范围0~10(吸气式为0~3或5),飞行高度范围0~50km,推力范围0.5kg~50000kg,耗油率小于1kg/kgoh。脉冲爆震发动机没有容易损坏的旋转部件,因此结构更简单、维护更容易。此外,PDE可采用现有材料和用现有工艺生产。预计,PDE的成本可比超音速涡轮发动机价格便宜75%。PDE是目前惟一一种能以双模式工作的发动机概念,它可以吸气式和火箭式两种模式工作。例如在M数0~3和更高的范围内以有效的吸气式推进,然后以脉冲爆震火箭模式工作。因此,PDE是未来军用和航空航天运输领域有前途的新概念发动机。