多管吸气式脉冲爆震发动机原理样机

　　今年年初，俄罗斯航空技术和研发机构，以及俄罗斯“高级研究基金会”联合研制的新型脉冲爆震发动机样机试验成功，这是继我国去年660毫米旋转爆轰发动机样机和脉冲爆震发动机研制成功后，又有国家在新概念发动机技术上获得进展，也许也预示着下一代发动机技术展开世界竞赛的趋势越来越明显，脉冲爆震发动机 (PDE)是利用周期性的爆震波产生的高温高压燃气来产生推力的新概念发动机。脉冲爆震发动机具有热循环效率高、结构简单等优点，可用作大型战略飞机、远程战略无人机、高性能战略导弹的动力装置，也可用作航天级轨道转移发动机、行星着陆发动机以及航天器姿态控制、卫星机动的动力装置等，是目前跨代发动机技术中最具发展前景、也最靠谱的动力研究方向之一(而另一种为涡轮-火箭-冲压组合循环发动机)，自上世纪90年代中期开始，某西部地区大学在国家自然基金资助下率先开展了国内对脉冲爆震发动机概念跟踪研究，可以说与国外先进国家走入了同一时间表，总算没输在起跑线上。

　　进入21世纪后，南京航空航天大学、空军工程大学、南京理工大学、清华大学、北京大学、国防科技大学、北京航空航天大学等十几家研究机构也先后开展了脉冲爆震发动机相关技术研究，并取得了一定进展。由于脉冲爆震发动机还处于高度保密阶段，目前国内公开的研制成果很少。所谓的脉冲爆震发动机是依靠“爆震波”来推动飞行器飞行的，而“爆震波”也简单视为一种爆炸波，脉冲爆震发动机可以看作是一种连续可控的“小爆炸”在推进飞行器前进，被一些爱好者不雅观地戏称为“连续放屁推进器”。军事专家告诉记者，由于在高性能涡扇发动机领域落后太多，我国如果要在动力领域实现弯道超车，就必须从新概念发动机领域取得突破，争取做到与先进国家同步发展的态势。

　　实际上，“爆震波”的发现最早可以追溯到18世纪末，相比于爆燃波，爆震波的传播速度可以达到几千米每秒，同时产生极高的燃气压力(大于15至55个大气压)和燃气温度(大于2500摄氏度)，这意味着以爆震燃烧为基础的推进系统在热循环效率上将非常具有优势，总体上来说，脉冲爆震发动机的推进能力是普通小涵道比涡扇发动机的几倍，甚至十几倍，理论上让载人飞行器飞个马赫数10以上的速度都是轻轻松松。

　　军事专家雷泽告诉记者，脉冲爆震发动机的工作范围比较宽，可在飞行马赫数0至10、飞行高度0至50千米的条件下工作。据估计，脉冲爆震发动机的推重比可达20，最大速度可达10倍音速以上，最大飞行高度可达50千米上下，推力范围0.5千克至50吨，耗油率小于1千克/千克·小时。因此，脉冲爆震发动机是未来军用和航空航天运输领域有前途的新概念发动机，据悉，美国已退役SR-71“黑鸟”3倍音速高空战略侦察机的下一代——目前美军矢口否认其存在的“曙光女神”高超音速侦察机(SR-72)据推测就是采用了脉冲爆震发动机。据公开资料披露，我国早在2010年就成功研制出推力450牛(约45千克)的弹用脉冲爆震发动机原型机，并进行了长时间试车，2018年，实现正样研制成功。

　　而直到2013年，俄罗斯媒体才报道俄罗斯留里卡设计局(曾成功研制出AL-31涡扇发动机)设计、制造和试验了一款脉冲爆震发动机样机，发动机的平均推力超过100千克，工作时间超过10分钟。据称，该发动机可使整个飞机的推重比提高1.5至2倍，航程和任务载荷提高30%至50%，发动机重量降低1.5至2倍。另据资料披露，由于目前涡轮发动机在2马赫以下燃油经济性具有极大优势，为进一步提高脉冲爆震发动机推进性能，同时实现功率提取，涡轮转动部件被引入到了脉冲爆震发动机中，即燃气涡轮脉冲爆震组合发动机。据公开资料分析，我已研制出了一种弹用涡喷脉冲爆震组合发动机，最大推力为400至500千克，在马赫数小于4倍音速时，小型涡喷发动机和脉冲爆震发动机共同工作，涡喷发动机只为脉冲爆震发动机提供压缩空气源，而不产生推力。

　　在高空高速时，脉冲爆震发动机单独工作，能提供足够大的推力，涡喷发动机退出工作。由于脉冲爆震发动机的存在，涡喷发动机涡前温度大大降低，甚至不超过1000摄氏度，降低了对涡喷发动机高温材料的要求 ，涡轮叶片甚至不需要冷却。单位耗油率也减小了20% 。另据资料披露 ，在弹用涡喷脉冲爆震组合发动机长期试车成功后，我国还试图研制出一种装有脉冲爆震加力燃烧室的涡扇发动机。该资料称，如果在我国已成功生产定型，技术已十分成熟的涡扇-9发动机的加力燃烧室改装12根2米长，6.8厘米粗的脉冲爆震燃烧室，当打开加力时 ，最大推力将提高74.6%，达17吨左右，而发动机油耗却降低了一半，并且可在9000米高空1.5倍音速处长期稳定工作，而此时涡扇-9发动机性能极差，根本无法长期运行。