脈沖爆震發(fā)動機原理及關(guān)鍵技術(shù)

脈沖爆震發(fā)動機（簡稱PDE）是一種利用間歇式或脈沖式爆震波產(chǎn)生的高溫高壓燃氣來產(chǎn)生推力的全新概念的動力裝置。PDE具有循環(huán)熱效率高、燃料消耗率低、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、推重比高、比沖大、推力可調(diào)等優(yōu)點，成為當今發(fā)動機領(lǐng)域一大研究熱點。脈沖爆震燃燒是一種非穩(wěn)態(tài)燃燒，燃燒室中的壓力、溫度、燃燒產(chǎn)物及組分濃度等參數(shù)高頻變化，快速、準確地獲取燃燒室內(nèi)參數(shù)的變化規(guī)律對研究脈沖爆震發(fā)動機非常重要。

脈沖爆震發(fā)動機是一種新概念發(fā)動機，工作原理、關(guān)鍵技術(shù)與傳統(tǒng)的渦輪噴氣發(fā)動機迥然不同；工作過程具有非穩(wěn)態(tài)性質(zhì)，不能采用常規(guī)分析方法，也不能采用渦噴發(fā)動機結(jié)構(gòu)形式。由于其潛在的軍事應(yīng)用背景，國外對其關(guān)鍵技術(shù)嚴格保密，可借鑒的資料很少。

脈沖爆震發(fā)動機（PDE）是21世紀最有前途的革命性航空航天動力之一。它基于爆震燃燒的新概念，具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、適用范圍廣、成本低等優(yōu)點，推重比可達20。PDE既可用作導(dǎo)彈、靶機、誘餌機和無人機的動力，也可用作槳尖噴氣旋翼機的動力，未來還有可能用作軍民用飛機甚至太空飛行器的推進裝置。目前，以美國為首的不少國家都投入大量經(jīng)費進行研究。

在中國國內(nèi)外首次成功地進行了兩相脈沖爆震發(fā)動機原理性試驗。系統(tǒng)地研究了點火頻率，油氣比，脈沖爆震發(fā)動機的直徑，長度等因數(shù)對脈沖爆震發(fā)動機性能的影響；探索了發(fā)展脈沖爆震發(fā)動機的關(guān)鍵技術(shù)問題，如脈沖爆震波觸發(fā)，可爆震混合物的噴射與混合，進氣，點火，排氣匹配，控制與調(diào)節(jié)等。嘗試了幾種強化爆震和縮短由爆燃向爆震轉(zhuǎn)變距離的有效方法。兩相脈沖爆震模型發(fā)動機工作穩(wěn)定可靠，壽命較長。建立了脈沖爆震發(fā)動機動態(tài)過程的測控和數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。

脈沖爆震發(fā)動機模型機所研制的多參數(shù)測量系統(tǒng)主要由半導(dǎo)體激光器（脈沖調(diào)制輸出）、光學傳感器、壓電傳感器、信號調(diào)理電路、多功能數(shù)據(jù)采集卡、計算機以及相關(guān)軟件組成。

脈沖爆震發(fā)動機是一種基于爆震燃燒的新概念發(fā)動機，它包括吸氣式脈沖爆震發(fā)動機和脈沖爆震火箭發(fā)動機（PDRE）兩類，它們的基本工作原理相同，區(qū)別是吸氣式PDE從空氣中獲得氧化劑，而PDRE自帶氧化劑。吸氣式PDE主要由進氣道、爆震室、尾噴管、爆震激發(fā)器、燃料供給和噴射系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成。