爆震領(lǐng)域技術(shù)研究現(xiàn)狀及啟示建議

一、概述

上世紀(jì)40年代，爆震發(fā)動(dòng)機(jī)概念就已經(jīng)被提出，進(jìn)行了大量的爆震燃燒理論研究。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其優(yōu)勢(shì)越來越顯著，各國(guó)相繼投入大量資金開展相關(guān)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究。

（一）爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的原理

爆震發(fā)動(dòng)機(jī)最早可以追溯至1950年代密歇根大學(xué)航空航天工程名譽(yù)教授Arthur Nicholls的爆震發(fā)動(dòng)機(jī)理論，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的原理是與常規(guī)的燃燒不一樣，在爆震發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)發(fā)生的過程是爆炸。燃燒和爆炸都是氧化劑和燃料發(fā)生了反應(yīng)，但兩種化學(xué)反應(yīng)的速度卻不一樣，普通的燃燒是一個(gè)緩慢的過程，而在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的燃燒則比較快，但燃料顆粒間傳播速度仍然低于音速。從一般意義上來看，燃燒室的尺度基本只有幾十厘米的尺度，即使小于音速也是瞬間完成的。但爆炸的爆轟波速度是超音速的，比如燃?xì)獗ǖ谋Z波速度可以輕松超過1400米/秒，大約是音速的4倍以上，因此在爆震發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的“燃燒”過程過程更快。

（二）爆震發(fā)動(dòng)機(jī)分類

爆震發(fā)動(dòng)機(jī)主要包括脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（Pulsed Detonation Engine，簡(jiǎn)稱PDE）、連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（Rotating Detonation Engine，簡(jiǎn)稱RDE）、斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（Oblique Detonation Engine，簡(jiǎn)稱ODE），以及與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組合而成的爆震-渦輪組合發(fā)動(dòng)機(jī)。

1.脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)

脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)是利用脈沖爆震波產(chǎn)生的周期性沖量的非定常推進(jìn)系統(tǒng)。根據(jù)是否采用大氣為氧化劑則又可分為火箭式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)和吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)。脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)一般由進(jìn)氣道、進(jìn)氣閥、爆震室、噴管和控制系統(tǒng)組成。脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作過程是間歇性的，當(dāng)爆震頻率很高時(shí)（大于80Hz），可近似認(rèn)為產(chǎn)生的推力是連續(xù)的。其工作過程，包括爆震室閥門打開，新鮮混氣的充填，爆震室閥門關(guān)閉，點(diǎn)火起爆，爆震波在爆震室內(nèi)的傳播，以及排氣產(chǎn)生推力過程。

2.旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)

旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)也稱為連續(xù)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（Continuous Detonation Engine，簡(jiǎn)稱CDE）。旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室通常為同軸圓環(huán)腔結(jié)構(gòu)，摻混好的燃料/氧化劑經(jīng)起爆后，在燃燒室頭部形成沿圓周方向旋轉(zhuǎn)傳播的爆震波?？杀旌衔飶念^部連續(xù)不斷地充入燃燒室，以維持爆震波持續(xù)、穩(wěn)定的傳播；燃燒后的高溫、高壓產(chǎn)物經(jīng)膨脹后沿軸向迅速經(jīng)尾部噴出產(chǎn)生推力。旋轉(zhuǎn)爆震燃燒只需要一次點(diǎn)火就可以穩(wěn)定工作，頻率高達(dá)數(shù)千赫茲，進(jìn)排氣接近準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過程，旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室結(jié)構(gòu)也更加簡(jiǎn)單。旋轉(zhuǎn)爆震可以火箭模式或沖壓模式工作。

旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)非常適合與渦輪機(jī)組合使用，組合形式工作范圍為飛行馬赫數(shù)0-6+，飛行高度0-35km。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，工作馬赫數(shù)寬，耗油率低，推重比高。

3.斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)

高超聲速打擊武器是突破敵方空防系統(tǒng)的利器，近些年來得到了各個(gè)軍事大國(guó)的普遍重視，與之配套的高超聲速動(dòng)力系統(tǒng)更是研究的重點(diǎn)。超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是高超聲速技術(shù)動(dòng)力系統(tǒng)的一種重要方案，但是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒通常是以擴(kuò)散燃燒為主的部分預(yù)混的等壓燃燒過程。這種燃燒方式需要較長(zhǎng)燃燒室來完成燃燒，不可避免地加大了氣流內(nèi)阻，增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)重量和熱防護(hù)難度。此外，當(dāng)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)飛行馬赫數(shù)增加到一定值后（一般認(rèn)為Ma>8），性能開始急劇下降。斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)具有解決超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)存在的問題的潛力。

斜爆震沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)主要包括進(jìn)氣壓縮段、駐定爆震燃燒室和尾噴管，結(jié)構(gòu)形式與超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)相似。但是斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)具有更短的燃燒室長(zhǎng)度，更高熱循環(huán)效率，可以在Ma7~12或更高馬赫數(shù)下有效工作的突出優(yōu)點(diǎn)。未來的應(yīng)用平臺(tái)包括長(zhǎng)航程、大機(jī)動(dòng)“蛙跳”式滑翔武器平臺(tái)、Ma7以上臨近空間高超聲速精確制導(dǎo)武器、低成本高升限吸氣式空天運(yùn)輸系統(tǒng)等。

（三）爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)

爆震發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)是推重比高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，熱循環(huán)效率高，燃油消耗率低。與火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比，無活動(dòng)部件，機(jī)體積更小。

1.熱效率高

爆震發(fā)動(dòng)機(jī)可以看成定壓力燃燒，而渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)都是定容燃燒。由于爆震波的傳播速度極快，達(dá)到每秒幾千米。因此，爆震發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)燃燒過程接近定壓燃燒。由于定壓燃燒的熱循環(huán)效率大大高于定容燃燒，達(dá)到49%，而定容燃燒效率僅為27%，因此爆震發(fā)動(dòng)機(jī)相比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)還具有熱效率更高的優(yōu)勢(shì)。

2.推重比更高

一般渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的最大推重比目前看來到20左右就是極限；而爆震發(fā)動(dòng)機(jī)可以創(chuàng)造20以上的推重比，未來甚至?xí)?0的級(jí)別，這與液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比已經(jīng)可以達(dá)到其6成的能力。

3.飛行包線更寬

研究表明，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最高只能支持飛行器在0-3馬赫速度區(qū)間內(nèi)飛行，即便是渦輪-沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)也只能在0-5馬赫速度區(qū)間內(nèi)飛行。然而爆震發(fā)動(dòng)機(jī)不僅能夠零速度啟動(dòng)，而且最高飛行速度可達(dá)5馬赫以上，其中斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)最高飛行速度甚至可以達(dá)到17馬赫。

二、國(guó)外爆震發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀

爆震發(fā)動(dòng)機(jī)作為21世紀(jì)的航空航天主要?jiǎng)恿χ?，美?guó)、法國(guó)、俄羅斯、日本等國(guó)家正在積極實(shí)施爆震動(dòng)力的研究。

（一）美國(guó)

美國(guó)在脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)方面取得了不少研究成果，也是該推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展最快的國(guó)家，美國(guó)多家企業(yè)和國(guó)家機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了不同階段的研究，比如GE、洛馬、普惠、波音、NASA等都有PDE的項(xiàng)目。

2017年2月，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）用RDE替換了T63發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，結(jié)果顯示該燃燒室的氮氧化物排放量低且燃燒效率高，很具應(yīng)用前景。2017年4月，AFRL進(jìn)行了吸氣式RDE的熱穩(wěn)定運(yùn)行試驗(yàn)，該RDE的外殼體采用了陶瓷基復(fù)合材料。

據(jù)《航空周刊》2023年1月26日?qǐng)?bào)道，2022年NASA在馬歇爾空間飛行中心對(duì)其17.78kN推力級(jí)的旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（RDRE）進(jìn)行了十多次地面試車，有效燃燒時(shí)間累計(jì)約10分鐘。NASA表示，系列試車證實(shí)了用銅合金GRCop-42粉末+3D打印工藝制造的硬件可以在4.29MPa的平均室壓下長(zhǎng)時(shí)間全節(jié)流運(yùn)行，達(dá)到了同類發(fā)動(dòng)機(jī)有記錄以來的最高室壓。此外，試車還證實(shí)了NASA設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可以進(jìn)行內(nèi)部點(diǎn)火和深度節(jié)流。該發(fā)動(dòng)機(jī)由NASA馬歇爾空間飛行中心和IN Space LLC公司合作研發(fā)。未來計(jì)劃開發(fā)4.5t級(jí)的旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，以評(píng)估作為液體燃料火箭的替代品，用于長(zhǎng)距離的火星任務(wù)。

（二）俄羅斯

2016年，俄羅斯成功完成了采用環(huán)保液體燃料的脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。該試驗(yàn)由俄液體脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、俄科學(xué)院新西伯利亞拉夫連捷夫流體動(dòng)力學(xué)研究所及莫斯科航空學(xué)院等科研巨頭共同完成。俄羅斯科學(xué)家對(duì)這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)成功進(jìn)行了多次試驗(yàn)，測(cè)試使用的燃料為液氧和煤油。試驗(yàn)中成功地產(chǎn)生了不同能量的爆震波，并平衡了振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。實(shí)驗(yàn)研究已清楚地證實(shí)這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)上的可行性?，F(xiàn)在俄方關(guān)于數(shù)據(jù)研究和模擬階段的任務(wù)已經(jīng)結(jié)束，工作重心轉(zhuǎn)到點(diǎn)火試驗(yàn)階段。

2017年，俄羅斯謝苗諾夫化學(xué)物理研究所和機(jī)械理論與應(yīng)用研究所聚焦氫燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究。該發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)1.05米，直徑0.31米，在Ma4-8的風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境中取得了3600秒的高比沖，并觀察到了旋轉(zhuǎn)爆震和縱向震動(dòng)模式。

2023年3月24 日，日前，俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)研制企業(yè)“羅斯泰克”在官網(wǎng)上宣布，該企業(yè)研制的一款新型脈沖爆震式發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)進(jìn)入第一階段測(cè)試。這種發(fā)動(dòng)機(jī)可以用于在一些特定條件下，它能提供超越傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)大50%的推力水平。

（三）法國(guó)

歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)(MBDA)法國(guó)公司與俄羅斯拉夫連捷夫流體力學(xué)研究所合作開展爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究。他們?cè)O(shè)計(jì)了全尺寸的模型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行地面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。MBDA公司在2011年公開了基于連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的CVS-401英仙座超聲速導(dǎo)彈系統(tǒng)概念，指出“新型的沖壓連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)大大提升了超聲速導(dǎo)彈的性能”，并將這種新型號(hào)與原有布拉莫斯導(dǎo)彈進(jìn)行對(duì)比。在有效載荷200kg，巡航速度3馬赫數(shù)相同的情況下，新型號(hào)可將發(fā)射質(zhì)量由3噸降為800千克，彈長(zhǎng)由8.4m降為5m?；跊_壓連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的英仙座超聲速導(dǎo)彈預(yù)期于2030年列裝。

法國(guó)用高頻壓力頻譜分析方法作為研究手段，證實(shí)了氫氣/氧氣，煤油/氧氣、煤油/空氣等多種燃料/氧化劑組合，在長(zhǎng)度為100mm、內(nèi)徑為50mm的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)中可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)爆震波的點(diǎn)火起爆和穩(wěn)定傳播，在以煤油/氧氣組合的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)上獲得了2750N的推力。另外，還進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量調(diào)節(jié)能力、復(fù)合材料熱防護(hù)等試驗(yàn)。

（四）日本

日本擁有大量的RDE和脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（PDE）研究項(xiàng)目。2017年8月，名古屋和慶應(yīng)義塾大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)、日本航宇開發(fā)局和室蘭技術(shù)研究院實(shí)施了乙烯/氧氣RDE試驗(yàn)，在近真空環(huán)境中可以獲得330秒比沖和895牛的高推力，燃燒效率超過95%。

2021年 8 月 19 日，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)成功進(jìn)行世界首次旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)太空點(diǎn)火運(yùn)行試驗(yàn)。我國(guó)相關(guān)科研院所和高校也在爆震發(fā)動(dòng)機(jī)工程應(yīng)用研究上取得了重要突破。種種跡象表明，爆震發(fā)動(dòng)機(jī)工程化的腳步越來越近，相信在不遠(yuǎn)的未來，爆震發(fā)動(dòng)機(jī)將推動(dòng)空天飛行器飛的更高，更快，更遠(yuǎn)。

（五）其他國(guó)家

波蘭于2016年在探空火箭上進(jìn)行了以旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的飛行試驗(yàn)，是世界上首次以RDE為動(dòng)力的飛行試驗(yàn)。波蘭也是較早展開爆震-渦輪組合動(dòng)力研究的國(guó)家。波蘭華沙工業(yè)大學(xué)對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震火箭發(fā)動(dòng)機(jī)開展了廣泛的試驗(yàn)研究。在不同尺寸燃燒室、不同燃料、不同氧化劑、不同來流總壓和不同背壓條件下開展試驗(yàn)，得到了長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定傳播的旋轉(zhuǎn)爆震波，在內(nèi)直徑為140mm、外直徑為150mm的甲烷/氧氣旋轉(zhuǎn)爆震火箭式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)獲得了平均250～300N的推力，并計(jì)劃研制火箭式的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，并將其應(yīng)用到歐洲小衛(wèi)星計(jì)劃的衛(wèi)星動(dòng)力系統(tǒng)中。在工程應(yīng)用方面，波蘭與日本、新加坡通過國(guó)際合作開展了旋轉(zhuǎn)爆震研究，將傳統(tǒng)的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)GTD-350的等壓燃燒室替換為旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室，驗(yàn)證了爆震渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的可行性。

此外，韓國(guó)、新加坡和印度等國(guó)家也進(jìn)行了一些研究。

三、國(guó)內(nèi)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀

作為一種先進(jìn)前沿的空天動(dòng)力技術(shù)，涉及多個(gè)學(xué)科和復(fù)雜問題工程，具有很高的研制難度。1994 年，西北工業(yè)大學(xué)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)課題組在國(guó)家自然基金資助下率先開展了國(guó)內(nèi)對(duì)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)概念跟蹤研究。21 世紀(jì)初，南京航空航天大學(xué)、空軍工程大學(xué)、南京理工大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、航天三院31所、北京航空航天大學(xué)等十幾家研究機(jī)構(gòu)也先后開展了脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)技術(shù)研究，并取得了一定進(jìn)展。

（一）西北工業(yè)大學(xué)

2002年，西北工業(yè)大學(xué)在國(guó)內(nèi)率先完成了兩相脈沖爆震燃燒原理性試驗(yàn)，而后突破了高頻工作關(guān)鍵技術(shù)，最高單管兩相爆震頻率高達(dá)140Hz，采用氣態(tài)燃料時(shí)單管最高頻率已達(dá)200Hz；進(jìn)行了由渦輪增壓器和脈沖爆震燃燒室組成的混合式PDE以及六管并聯(lián)PDE研究；研究了起爆方式、進(jìn)氣方式、尾噴管形式、引射器等對(duì)性能的影響，突破了諸多關(guān)鍵技術(shù)并掌握了相關(guān)設(shè)計(jì)方法和對(duì)性能的影響規(guī)律?；诙嗄攴e累，西北工業(yè)大學(xué)研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)PDRE地面演示驗(yàn)證樣機(jī)，并成功進(jìn)行了多次地面滑跑試驗(yàn)。

（二）清華大學(xué)

2017年3月6日，第21屆國(guó)際航天飛機(jī)和高超聲速系統(tǒng)與技術(shù)大會(huì)，在廈門舉行，中科院力學(xué)所高溫氣體動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室的姜宗林團(tuán)隊(duì)展示了660毫米直徑的連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)性樣機(jī)。

2020年12月11日，該團(tuán)隊(duì)在《航空學(xué)報(bào)》上發(fā)表文章，宣布已經(jīng)在M9風(fēng)洞里進(jìn)行氫燃料的斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的成功測(cè)試，斜激波在理論上可以達(dá)到M16以上。

2022年1月，清華大學(xué)自主設(shè)計(jì)的新型旋轉(zhuǎn)爆震沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)已完成了首飛試驗(yàn)。通過飛行試驗(yàn)獲得了真實(shí)飛行條件下，工作環(huán)境參數(shù)變化對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震燃燒運(yùn)行特性的影響，證實(shí)了旋轉(zhuǎn)爆震燃燒技術(shù)的可行性，為這項(xiàng)技術(shù)走向工程化和產(chǎn)品化提供了重要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。清華大學(xué)還開展了雙流道多環(huán)腔旋轉(zhuǎn)爆震渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)方案，提出了有效抑制反壓回傳的隔離段方案，實(shí)現(xiàn)了渦輪機(jī)械與旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室的兼容。

2023年7月，央媒記者采訪了中國(guó)JF-22風(fēng)洞系統(tǒng)設(shè)計(jì)師姜宗林，姜宗林表示，已經(jīng)成功研發(fā)出駐定斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，目前可以讓飛行器速度達(dá)到9馬赫，接近實(shí)用。

（三）北京大學(xué)

北京大學(xué)開展了數(shù)值仿真和試驗(yàn)研究，對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震波的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值仿真，利用粒子跟蹤法對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)性能進(jìn)行了二維和三維分析，較為準(zhǔn)確地確認(rèn)了旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)。此外，還對(duì)無中心柱的旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室開展了氫氧旋轉(zhuǎn)爆震試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)爆震波頭的穩(wěn)定傳播，發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)爆震傳播過程中的低頻振蕩現(xiàn)象。

（四）南京理工大學(xué)

南京理工大學(xué)針對(duì)環(huán)形和圓盤形兩種主要燃燒室構(gòu)型，開展了大量旋轉(zhuǎn)爆震燃燒試驗(yàn)和數(shù)值研究工作，多種燃料均實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)爆震燃燒；開展了旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室與渦輪導(dǎo)向器組合試驗(yàn)研究，探索了主燃燒室應(yīng)用旋轉(zhuǎn)爆震的可行性。

（五）南京航空航天大學(xué)

南京航空航天大學(xué)主要側(cè)重于脈沖爆震燃燒技術(shù)的工程化應(yīng)用研究，研究?jī)?nèi)容具有很強(qiáng)的實(shí)用性和針對(duì)性。他們?cè)诿}沖供油、供氣、點(diǎn)火、單級(jí)起爆、兩相爆震燃燒、縮短爆燃向爆震轉(zhuǎn)變距離等關(guān)鍵技術(shù)的研究中取得了顯著進(jìn)展，并完成了帶旋轉(zhuǎn)閥的三管PDE基礎(chǔ)原理樣機(jī)研制；還進(jìn)行了氣動(dòng)閥式PDE原理樣機(jī)研究，在常溫常壓條件下以汽油為燃料、空氣為氧化劑的試驗(yàn)條件下產(chǎn)生了充分發(fā)展的脈沖爆震波，獲得1300N的最大推力。

（六）國(guó)防科技大學(xué)

國(guó)防科技大學(xué)自主設(shè)計(jì)了多種不同類型的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，深入分析了旋轉(zhuǎn)爆震波的穩(wěn)定性，通過兩級(jí)收縮熱射流管，采用氫氧熱射流切向噴射起爆方式，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)爆震波穩(wěn)定起爆，分析了熱射流的填充過程及起爆能量對(duì)旋轉(zhuǎn)爆震波建立過程的影響。針對(duì)無中心柱的旋轉(zhuǎn)爆震燃燒室開展了試驗(yàn)研究，獲得了旋轉(zhuǎn)爆震波的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及傳播模式。2017年，開展了自由射流旋轉(zhuǎn)爆震沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)研究，采用的燃燒室外徑為120mm、內(nèi)徑為80mm、長(zhǎng)度為660mm，燃料比沖為2510m/s。此外，還開展了國(guó)內(nèi)首次連續(xù)式預(yù)混超聲速氣流斜爆震試驗(yàn)，采用高速紋影研究了高靜溫預(yù)混超聲速氣流中激波誘導(dǎo)燃燒和脫體爆震起爆及發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程，系統(tǒng)探究了不同斜劈角度、當(dāng)量比條件下斜爆震波起爆過程及駐定特性，分析了斜爆震波熄滅與再起爆過程及物理機(jī)制。

（五）重慶大學(xué)與推重比公司

2019年3月，重慶推重比動(dòng)力科技有限公司與重慶大學(xué)合作完成首臺(tái)多管并聯(lián)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火試車。2021年，共建了爆震推進(jìn)與空天飛行技術(shù)研究中心，作為爆震發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域校企協(xié)同創(chuàng)新科研平臺(tái)。并在H1-M連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)百米軌道滑跑試驗(yàn)、50N姿控發(fā)動(dòng)機(jī)原理樣機(jī)試車等項(xiàng)目上取得了成功。

2022年7月30日，推重比公司研制的H1-M連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)成功完成百米軌道滑跑試驗(yàn)，最大滑跑距離達(dá)到100米。該發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)推力為100N，調(diào)節(jié)范圍為40%~150%，累計(jì)工作次數(shù)超過30次、累計(jì)工作時(shí)間約300s，試驗(yàn)考核均已達(dá)標(biāo)。

2023年3月21日，由重慶大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院爆震推進(jìn)與空天飛行技術(shù)研究中心，參與研制的1000N煤油燃料連續(xù)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)成功完成首次點(diǎn)火試車，在椒段時(shí)間內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了從50N到1000N/102kgf的突破。

四、啟示與建議

爆震發(fā)動(dòng)機(jī)作為一新型推動(dòng)力，在諸多領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，很有必要加大研究和應(yīng)用力度。

（一）強(qiáng)化基礎(chǔ)理論研究

旋轉(zhuǎn)爆震動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，涉及的物理化學(xué)過程十分復(fù)雜，現(xiàn)階段需要充分利用高校和研究院所優(yōu)勢(shì)資源，開展高速高效噴注系統(tǒng)、穩(wěn)定起爆與爆震波傳播控制和旋轉(zhuǎn)爆震燃燒組織研究，試驗(yàn)研究與理論研究同步進(jìn)行，注重理論和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，進(jìn)一步搞清楚不同爆震燃燒模式的機(jī)理和工作特性。

（二）強(qiáng)化工程應(yīng)用轉(zhuǎn)化

我國(guó)爆震研究與世界同時(shí)起步，各個(gè)高校發(fā)揮其理論分析和基礎(chǔ)研究的優(yōu)勢(shì)，在爆震機(jī)理研究方面開展了大量的基礎(chǔ)研究，部分研究領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和目標(biāo)牽引，再加上試驗(yàn)條件和測(cè)試方法的限制，參數(shù)性和指標(biāo)性的研究成果較少，在工程化應(yīng)用方面還有所欠缺。需采取協(xié)同技術(shù)方式，快速提升爆震燃燒技術(shù)成熟度水平。注重技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，大力推進(jìn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)工程化應(yīng)用，不斷牽引爆震發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)走向成熟。

（三）發(fā)展配套產(chǎn)業(yè)鏈

爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，是理想的空天飛機(jī)、無人機(jī)、高超聲速武器動(dòng)力裝置。此外，還可以用作軌道轉(zhuǎn)移發(fā)動(dòng)機(jī)、行星著陸發(fā)動(dòng)機(jī)以及航天器姿態(tài)控制、衛(wèi)星機(jī)動(dòng)的動(dòng)力裝置。爆震動(dòng)力技術(shù)的快速發(fā)展，為拓展應(yīng)用領(lǐng)域提供了條件。發(fā)展配套產(chǎn)業(yè)鏈，有利于牽全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)換代，促進(jìn)科研成果向工業(yè)產(chǎn)值轉(zhuǎn)化，形成產(chǎn)學(xué)研一體的良性環(huán)境。