脉冲爆震发动机 和超燃冲压发动机

爆震起爆装置是最重要的关键技术之一。
一方面，通常飞行器上的可用能源是有限
的，另一方面，直接起爆爆震所要求的临 界能量非常高并且取决于飞行点(爆震燃烧 室的压力和温度水平)。这两方面必须综合 起来考虑，以获取一个可行的PDE系统。
燃烧室的爆震起爆有两种方法。
1)采用一个燃料混合物工作的预爆震系统。燃气 混合物先喷射进一个小的二级爆震燃烧室以获 取短时爆燃到爆震的转变，爆震再进入充满了 吸气反应气体混合物的主燃烧室里以触发直接 爆震或短时的从爆燃向爆震转变(DDT)过程；
发动机内部没有转动部件，结构简单，
质量小，成本低，推重比高。
缺点：不能自身起动，
需要助推器加速到一定速度才可工作，但 这个缺点并不突出；对飞行状态的改变较 敏感，当在宽马赫数范围内飞行时，要对 进气道进行调节，这样使得进气道结构复 杂。
奥巴马总统也将批准开发超燃冲压发动机提 供动力的导弹，拓宽战略打击的备选技术 手段。
脉冲爆震发动机 和超燃冲压发动机
放弃携带氧化剂从飞行中获取氧气。节省
重量，就意味着在消耗相同质量推进剂的 条件下，超燃冲压发动机能够产生4倍于火 箭的推力。
与一般的冲压发动机不同的是发动机进气 前与进气后气流都维持在5马赫的高超音速 以上。
优点：喷气式发动机的燃料燃烧需要氧气，但 大气层外没有足够的氧气来维持燃烧。因此， 飞往太空需要火箭推进，还要携带燃料和氧化 剂。即使像航天飞机这样当今最先进的发射系 统，液氧和固体氧化剂也占去了发射重量的一 半，这才保证了在进入地球轨道的整个航程中， 燃料能持续燃烧。超声速燃烧冲压式发动机可 能是解决方法之一。它简称超燃冲压发动机， 可以在攀升过程中从大气里攫取氧气。放弃携 带氧化剂，从飞行中获取氧气，节省重量，就 意味着在消耗相同质量推进剂的条件下，超燃 冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力。
开发双模态关键技术
2.1 优点：
与爆燃不一样，它以马赫数Ma= 5—6的速度向 未燃烧的反应物传播，能产生3×10。Pa一 1×1O’Pa的峰值压升。爆震发动机利用这种超 声速波产生一个频率达到100Hz数量级的极短周 期循环，所以其燃烧方式是不稳定和间歇式的。 由于爆震波的传播速度极快，因此整个燃烧过 程接近定容燃烧，而爆燃接近定压燃烧，从热 力学角度来看，定容燃烧的热力循环效率可达 47％，明显高于定压燃烧的27％ ，因此，采用 爆震燃烧的推进系统可极大地改善性能。
④Biblioteka Baidu震波到达出口，膨胀波反射进来，爆震产 物从爆震室排出。
⑤恢复初始状态。
爆燃向爆震转变(DDT)的过程是层流火焰改变传播机 理并最终发展成为自持爆震波的过程。为了获得最 优DDT性能，爆燃向爆震的转变所需的时间和距离 应该最小。DDT可以概括为5步：1)点燃和波的传播； 2)火焰起皱，产生紊流，燃速剧增；3)由于气体膨 胀，使得混合物前面的流速增加；火焰前阵面前的 不稳定压缩波导致温度增加，对反应速率产生了加 速的效果；4)开始爆震，即一个爆炸接着一个爆炸， 期间，激波中突然出现爆炸中心或“热点”；5)爆 震波传播(如果能成功形成爆震波)，发展成为 亚．稳态自持波，该波以CJ波速传播，并满足热力 学条件。
冲压发动机和脉冲喷气发动机则不同，它们没 有专门的压气部件，冲压发动机通过速度压缩 空气，但只有在进口速度超过Ma=2时才能将 速度转换成压力，并具有较高的效率。脉冲喷 气发动机在低压室间
隙燃烧，因此效率较低。
组合循环脉冲爆震发动机系统，把脉冲爆震发 动机与冲压发动超燃冲压发动机的流路或其它 推进循环组合在一起，每一循环在不同飞行速 度范围内工作，以优化整个系统性能。
由于爆震燃烧产生的爆震波可使燃料的压 力、温度迅速升高(压力可达100×10 Pa， 温度可达2 000cI=)，因此，爆震燃烧的发动 机可以不用传统发动机中的压气机和涡轮
部件就能达到对气体进行压缩的目的，从 而使发动机结构大为简化，质量大大减轻。
脉冲爆震发动机的循环过程可以分为以下几个 阶段： ①燃料／氧化剂填充爆震室。 ②点火起爆。 ⑨爆震波向敞口端传播。
2)使用一个无任何附加供氧装置的短时DDT工作 的直接起爆系统。这种方法可在吸气式爆震燃 烧室里采用。