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爆震发动机与传统发动机的区别在哪里

爆震发动机与传统发动机有着显著的区别,这些区别主要体现在结构、效率、推重比和应用范围等方面:

传统发动机通过燃烧燃料产生高速气流来推动飞机,这种燃烧方式存在效率不高、油耗较大、结构复杂和重量较重等问题。

而爆震发动机利用爆震波压缩气体产生动力,其结构相对简单,推重比高,成本也更低。

传统喷气式发动机属于等压发动机,燃料燃烧时压力几乎不变,空气进入燃烧室前需通过压气机增压,导致压气机转速受限,使得现有飞机难以突破4倍音速。

相比之下,爆震发动机省去了压气机、涡轮机等部件,提高了效率,热循环效率可达49%,而传统发动机仅为27%。

爆震发动机的推重比也非常高,脉冲爆震发动机推重比能达到20,而先进涡扇发动机的推重比仅在12到13之间。

爆震发动机的飞行包线更宽,最高可达17马赫,且能零速度启动,最高飞行速度远超传统发动机。此外,爆震发动机还能应用于导弹、高超音速无人机和大型飞行器等。

在效率方面,爆震发动机接近定压燃烧,热循环效率可达49%,而涡扇发动机是定容燃烧,效率仅为27%。

飞行包线方面,涡扇发动机最高支持飞行器在0到3马赫速度区间内飞行,而爆震发动机不仅能零速度启动,最高飞行速度可达5马赫以上,斜爆轰发动机最高甚至可达17马赫。

旋转爆震发动机通常由环形燃烧室、起爆装置、喷注器和尾喷管等组成。燃烧室一端封闭,一端开口。工作时,由喷注器注入燃料和氧化剂,起爆装置点火,形成沿圆周方向旋转、传播的爆震波,爆震产物经尾喷管加速后高速排出,产生推力。

爆震现象在自然界中常见于高温高压下的燃烧过程,爆燃时燃烧波以亚音速传播,伴随产生超音速的爆震波和高温高压爆震产物,热循环效率高,更具经济性。

中国在爆震发动机技术上取得重大突破,例如2025年初成功完成了氢氧旋转爆震火箭发动机的长时热试验,在燃烧室技术等关键方面取得了里程碑式的突破。

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