军用脉冲爆震发动机技术-【新闻】哈密

2021-04-29 07:10

脉冲爆震发动机(PDE)是以汉弗莱(Humphrey)循环原理工作,是一种定容的燃烧过程,利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机。它没有普通发动机的叶轮机械,只是由进气道、爆震室和尾喷管组成。脉冲爆震发动机的工作由高频率的爆震循环组成,每个循环包括进气、喷油、点火、燃烧及排气。与传统的航空推进系统相比,它具有许多优点:(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(可达20以上),是新一代高推重比军用发动机的理想方案。(2)等容燃烧,比等压循环的热循环效率高30%~40%。(3)燃油消耗率可降低22%~26%,燃烧室总压恢复系数提高20%~30%,发动机的总成本可比超声速涡轮发动机的低75%,生产成本可降低25%,单位推力提高45%。(4)工作范围宽,可在0~10Ma、0~50km高度的范围内飞行,推力可在0.5~5000kgf的范围内调整。(5)使用空气中的氧气或自带氧化剂,能分别以吸气式发动机或火箭发动机方式工作,可实现空天往返飞行。(6)采用间歇式循环,壁温不高,可采用普通材料,制造成本较低。脉冲爆震发动机燃烧室的概念见尽管脉冲爆震发动机的概念已在试验室得到了验证,并进行了部件试验,但要使这种发动机真正实用,还有一些技术难点需要解决:爆震波如何有效起爆;燃料与氧化剂的喷射与混合;混合气的点火;进气道、爆震室和尾喷管的一体化工作;PDE的循环分析与控制;爆震过程的精确控制;爆震现象的精确理论分析方法和试验技术;性能不稳定等问题。脉冲爆震发动机除独立用作动力装置,还可利用爆震燃烧构成外涵脉冲爆震涡扇发动机、脉冲爆震加力燃烧室、基于脉冲爆震的混合循环和组合循环发动机,广泛应用于无人机、靶机、战斗机、高超声速隐身侦察机、战略飞机(3Ma,高度16km)、远程导弹,以及空间和大气飞行器。

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