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导读:脉冲爆震发动机 脉冲爆震发动机(PDE,Pulse Detonation Engine)是一种基于爆震燃烧的新概念发动机。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容燃烧,由于定容燃烧的热循环效率大大高于定压燃烧(普通的发动机都是定压燃烧),达到49%(定压燃烧效率为2

脉冲爆震发动机

脉冲爆震发动机(PDE,Pulse Detonation Engine)是一种基于爆震燃烧的新概念发动机。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容燃烧,由于定容燃烧的热循环效率大大高于定压燃烧(普通的发动机都是定压燃烧),达到49%(定压燃烧效率为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。

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),性能优越、适用范围广、成本低、可在零速度下使用。据估计,PDE的推重比可达20,M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。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。

PDE的用途很多,它可作为导弹、靶机、诱饵机、无人驾驶飞机、无人战斗机的动力,也可用于桨尖喷气旋翼机,将来还可能用于军民用飞机甚至太空飞行器推进,作为登月飞行器、星际旅游飞行器或入轨飞行器的动力,将给空间运输带来一次革命。预计,PDE将首先用于下一代超音速巡航导弹上。 目前,人们对PDE的研究主要有两条途径:一是吸气式脉冲爆震发动机--即以空气为氧化剂的PDE,二是脉冲爆震火箭发动机--以氧气为氧化剂的PDE。二者的主要区别是吸气式PDE从空气中获得氧化剂,而PDRE自带氧化剂,它们的基本工作原理是相同的。这里主要介绍国外吸气式PDE的发展。 PDE主要由进气道、爆震室、尾喷管、爆震激发器、燃料供给和喷射系统及控制系统组成。 PDE的基本工作步骤包括四个步:第一步,把爆震燃烧室充满可爆混合物,第二步,在燃烧室的开口或闭口端激发爆震波;第三步,将爆震波在燃烧室内传播,并在开口端排出;第四步,把燃烧产物通过一个清空过程从燃烧室中排出。PDE的一个典型工作循环图。

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