脈沖爆震發(fā)動機的工作原理是什么

脈沖爆震發(fā)動機是一種利用脈沖式爆震波產生推力的新概念發(fā)動機。它通常由進氣裝置、爆震室、尾噴管、推力器、爆震起爆及頻率控制系統(tǒng)、燃料供給和噴射系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成。

其工作原理是這樣的：從爆震室前段噴入燃料，與從進氣裝置進入的空氣混合形成可爆混氣，通過靠近爆震室后端的各單個“爆震管”激發(fā)產生爆震波。

工作過程分為四個階段：首先是進氣過程，進氣閥門開啟，可燃混氣填充進入爆震管，此階段常與掃氣過程同時進行；接著是爆震波的形成與傳播，進氣結束后在封閉端點火，采用緩燃向爆震轉捩的方式觸發(fā)爆震波；然后是膨脹與排氣過程，爆震波到達出口，燃燒產物壓力與環(huán)境大氣壓力不同產生稀疏波，同時高溫高壓燃氣從開口端排出；最后是掃氣過程，為防止下一循環(huán)中新鮮混氣與高溫殘留燃氣接觸自燃，會填充純空氣或惰性氣體吹除殘余燃氣，實際工作中常與進氣過程同時進行。

脈沖爆震發(fā)動機具有諸多優(yōu)勢，比如推重比高，單位體積發(fā)動機推力大，不需要壓氣機和渦輪，結構簡單、制造成本低；循環(huán)熱效率高，燃料消耗率低，比沖高；工作范圍寬廣，推力可調；熵增低，熱力學效率高。

不過，脈沖爆震發(fā)動機要投入實際應用還面臨一些技術難點。比如爆震的起爆、控制和保持，高頻觸發(fā)與起爆是關鍵，要解決小點火能量下在液體燃料和空氣混合物高速流動中產生頻率可調爆震波的難題；燃料與氧化劑的選擇、噴射與摻混，要選擇合適燃料并解決噴射、摻混和點火難題；PDE 輔助系統(tǒng)的設計，多個爆震室并聯(lián)存在進氣道設計困難等問題；脈沖爆震間歇式燃燒方式與供油、供氣、排氣的匹配要有效；計算機仿真及熱力循環(huán)分析，缺乏可靠模擬計算方法；飛行器整體性，要解決強振動環(huán)境下與飛行器及其設備的兼容性。