脉冲爆震发动机.ppt

第十章脉冲爆震发动机简介
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《航空发动机新技术
脉冲爆震发动机-简介
脉冲爆震发动机是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
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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m
进气(吸气、喷油、点火、爆燃、排气等
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NZ
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
它基于爆震燃烧的新概
具有结构简单、尺
寸小、适用范围广、成
本低等优点,推重比可
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
桨尖喷气旋垦机的动力,
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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,爆震波在燃烧室內
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。
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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,推力范围0005~490千牛,耗油率小于
。
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NEA
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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
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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
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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,~
5000公斤力
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NRG
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
吸气式发动机或火箭发动机方式工作,可实现
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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—种
为带预起爆器的PDE结构
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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
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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。
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美国海军1999~2001财年共投入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
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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∶爆震的基础硏究;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
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研究经费。
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