根据中国《流体力学实验杂志》的论文发现,中国专家已经成功研发使用普通航空燃料的高超音速爆震发动机,能让飞行器的速度达到9马赫,该发动机已经在北京JF-12 高超音速激波隧道中进行了好几次斜爆震发动机地面试验,并且全部取得成功!
高超音速爆震发动机是什么燃烧是推进系统中十分重要的过程。它通过 化学反应将燃料的化学能转变为工质的热能,再 转变为动能,产生推力。在自然界有两种燃烧波: 一种是爆燃波,另一种是爆震波。爆燃波通常以相 对低的速度向未燃混合物传播,对大多数碳氢燃 料与空气的混合物的火焰传播速度约为每秒几米 至十几米。它主要受层流或湍流的质量与热量扩 散控制。爆燃波使流体比容增加,压力略有下降, 可近似认为是等压过程。 目前所有燃气轮机的燃 烧过程均按等压过程处理。而爆震波则以每秒几 千米速度向未燃混合物传播。爆震波本质上是激 波后跟一个燃烧波。爆震波能产生极高的燃气压 力( 大于 15至 55个大气压),燃气温度( 大于2800K),由于爆震波传播速度极快,其后的燃烧过程可视为等容燃烧过程,这使它对推进系统有 很大的吸引力。
脉冲爆震发动机PDE ( Pulse Detonation Engine) 就是一种利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机。美国 NASA 把脉冲爆震发动机列为 3大全 新 的 先 进 航 空 概 念 REVCON ( Revolutionary Concepts) 之一。爆震发动机主要分为连续旋转爆震发动机、驻定爆震发动机、斜爆震发动机这三种发动机。按照动力来主要分为火箭式、吸气式、组合循环以及混合循环 4 种方式。
中国在爆震发动机上的技术积累但是爆震冲击力大,噪音较大,电源 问题等。 由于脉冲爆震发动机工作过程具有周期 性,非稳态性质,不能采用如同稳态发动机那样的常规分析方法,这就需要非常先进的风洞才可以实现脉冲爆震发动机的研制,没有先进的风洞,就只能获得基于诸多简化假设条件,忽略了发动机内部分真实物 理过程例如,燃料喷注掺混 过程、非预混条件下爆震燃烧、复杂几何流道内 波系相互影响等),难以获得准确的性能评估结果 。这也是为什么美欧一直在爆震发动机上止步不前的原因。