脉冲爆震发动机课件

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1、第十章脉冲爆震发动机简介脉冲爆震发动机-简介脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机，包括吸气式脉冲爆震发动机(PDE)和脉冲爆震火箭发动机(PDRE)两种类型。它们的基本工作原理相同。区别是：吸气式PDE从空气中获得氧化剂，适用于大气层内飞行；而PDRE自带氧化剂，适用于外层空间飞行。这种类型的发动机没有旋转部件，其工作过程包括进气(吸气)、喷油、点火、爆燃、排气等脉冲爆震发动机（PDE）是21世纪最有前途的革命性航空航天动力之一。它基于爆震燃烧的新概念，具有结构简单、尺寸小、适用范围广、成本低等优点，推重

2、比可达20。PDE既可用作导弹、靶机、诱饵机和无人机的动力，也可用作桨尖喷气旋翼机的动力，PDE的基本工作循环包括四个步骤：第一，爆震燃烧室充满可爆混合物，第二，在燃烧室的开口或闭口端激发爆震波；第三，爆震波在燃烧室内传播，并在开口端排出；第四，燃烧产物通过一个清空过程从燃烧室中排出。　　与传统的航空推进系统相比，PDE具有结构简单（无涡轮等旋转部件）、尺寸小（不大于2米）、适用范围广、成本低和可在零速度下使用等优点。预计PDE的推重比可达20，M数范围0～10（吸气式PDE为0～3或5），飞行高度范围0～50千米，推力范

3、围0.005～490千牛，耗油率小于1.02千克/10牛·小时。脉冲爆震发动机-技术特点与一般喷气发动机相比，它具有以下特点和优点：①由于没有压气机、涡轮等转动部件，结构简单、重量轻、推重比大(大于20)，是新一代高推重比军用发动机的理想方案；②等容燃烧(燃烧时容积不变、压力升高)，热循环效率高，耗油率低，在民用发动机中大有用武之地；③工作范围宽，可在马赫数0～10、高度0～50公里范围内飞行；推力可调，推力范围0.5～5000公斤力。与冲压发动机不同，可以在地面静止状态起动；①可使用空气中氧气或自带氧化剂，能以吸气式发动机或

4、火箭发动机方式工作，可实现空天往返飞行；②采用间歇式循环，壁温不高，可采用普通材料，制造成本较低。③目前研究较多的脉冲爆震发动机的结构有两种：一种为旋转阀多燃烧室结构；另一种为带预起爆器的PDE结构。PDE发展现状人类对爆震燃烧的研究可追溯到20世纪40年代，到80年代中期，PDE进入了实质性发展阶段，90年代，PDE进入了全面发展时期。目前，美国政府机构、军方、私营公司和大学的20多家单位参与了PDE的研究。加拿大、法国、以色列、日本、俄罗斯、瑞典也纷纷投入经费和制定计划开展PDE的研究。美国海军1999～2001财年共投入

5、1269万美元，研究使用一般液体燃料的、能从亚音速到M5工作的低成本、结构简单的战术导弹用PDE推进系统。1999年5月，海军研究办公室启动一项为期5年的PDE核心研究计划和多学科大学研究倡议，主要解决7个方面的问题：爆震的基础研究；喷射、掺混和起爆的研究；进口-燃烧室-喷管性能；多循环工作；诊断和传感器；动力学和控制；计算模拟和循环分析。参与该计划的有6所大学，每年约获得260万美元的研究经费。美国空军从1998～1999财年共投入156万美元研究用于下一代侦察/攻击飞行器（有人和无人）及吸气式推进器的PDE技术。主要研究在

6、涡扇发动机的外涵采用脉冲爆震燃烧，以去掉发动机的加力燃烧室。