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爆震发动机的表现如何

2025-09-28 13:56 发布

所谓爆震,简单来说,就是混合气在压缩过程中,火花塞尚未点火,高压混合气就已经达到了自燃温度,从而开始剧烈燃烧的现象:

这种异常燃烧现象通常会在提高压缩比、点火提前过大或混合气燃烧速度过快时发生,虽然可以提高发动机的功率,但同时也是技术进步的一个障碍。

与常规燃烧相比,爆震时混合气的压缩程度更高,燃烧速度更快,能够产生高压高温。然而,强烈的爆震会降低发动机的输出功率,还会产生强大的压力波,撞击气缸盖和活塞顶面,发出金属般的爆震声,同时还会使部件温度急剧上升。当前,爆震发动机主要有脉冲爆震发动机、连续爆震发动机和斜爆震发动机三大类。

其中,斜爆震发动机特别引人注目。这种发动机利用空气和燃料组成的混合气体在进气流中充分预混合,保证了燃烧效率,使燃料能够接近100%燃烧。它通过斜激波在燃烧室入口处诱发燃烧或爆轰,产生惊人的推力。然而,斜爆震发动机也面临着一些挑战,例如如何控制爆震位置和燃料来源。如果爆炸沿燃料供应向上传播,可能会损坏发动机;如果爆震向下移动,则会导致反应瞬间结束。

尽管如此,科学家们已经取得了一些重要的进展。此前,科学家们实现的引爆持续时间很短,最多只有几毫秒,爆震的稳定性也难以判断。然而,研究人员通过不懈努力,已经成功实现了一次定点持续3秒的爆轰,证明了爆震可以稳定在固定位置。

未来,如果能解决爆震持续时间、稳定性以及在一定速度和高度范围内稳定运行的问题,并避免空气和燃料混合不均匀,斜爆震发动机有望研制成功,使飞机速度达到5倍音速甚至17倍音速,不仅能在地球上高速飞行,甚至还能直接进入太空,提高太空任务效率。

总之,爆震发动机具有巨大的潜力,值得期待。

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