脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機

脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機,它的原理與常見的火箭發動機或航空噴氣發動機不同。這種發動機在燃燒室內直接利用爆震燃燒產生的爆震波來壓縮氣體,進而產生動力。爆震燃燒產生的爆震波使可爆燃料的壓力、溫度迅速升高(壓力可高達100個大氣壓,溫度可達2000℃)。因此,爆震燃燒的發動機可以不用傳統的壓氣機和渦輪部件就達到對氣體進行壓縮的目的,使結構大大簡化,成本大大降低。此外,由於爆震波的傳播速度極快,達到每秒幾千米,因此,整個燃燒過程接近定壓燃燒,由於定壓燃燒的熱循環效率大大高於定容燃燒(普通的發動機都是定容燃燒),達到49%(定容燃燒效率為27%),因此,採用爆震燃燒的推進系統可大大改善性能。當爆震頻率很高時(達到80~100Hz),就可以產生連續的推力。

脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機
脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機
脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機

與傳統發動機相比,脈衝爆震發動機省去了壓氣機、渦輪機等部件,具有結構簡單、推重比高、成本低廉等特點。據稱,未來無論是火箭、導彈,還是空天飛機都可以使用脈衝爆震發動機,被認為是21世紀很有潛力的空天動力項目。因此,有學者將脈衝爆震發動機成為“夢幻動力”。

PDE具有以下優點:結構簡單(無渦輪等旋轉部件)、尺寸小(不大於2米)、適用範圍廣、成本低、可在零速度下使用、燃燒效率高、高速性能優越[2]。據估計,PDE的推重比可達20,馬赫數範圍0~10(吸氣式為0~3或5),飛行高度範圍0~50km,推力範圍0.5kg~50000kg,耗油率小於1kg/kgoh。脈衝爆震發動機沒有容易損壞的旋轉部件,因此結構更簡單、維護更容易。此外,PDE可採用現有材料和用現有工藝生產。預計,PDE的成本可比超音速渦輪發動機價格便宜75%。PDE是目前惟一一種能以雙模式工作的發動機概念,它可以吸氣式和火箭式兩種模式工作。例如在M數0~3和更高的範圍內以有效的吸氣式推進,然後以脈衝爆震火箭模式工作。因此,PDE是未來軍用和航空航天運輸領域有前途的新概念發動機。

脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機
脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機
脈衝爆震發動機是一種基於爆震燃燒的新概念發動機


分享到:


相關文章: