脉冲爆震发动机
脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机，包括吸气式脉冲爆震发动机（脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机，包括吸气式脉冲爆震发动机（PDE）和脉冲爆震火箭发动机（PDRE）两种类型。
它们的基本工作原理是相同的，区别是吸气式PDE从空气中获得氧化剂，适用于大气层内飞行；而PDRE自带氧化剂，适用于外层空间飞行。
图11-6、旋转阀多燃烧室PDE结构示意图
该发动机没有旋转部件，其工作过程包括进气（吸气）、喷油、点火、爆燃、排气等。爆震燃烧是燃料化学能在短时间内快速、高效转变为机械能的非稳态化学反应过程。爆震燃烧产生的爆震波的传播速度极快（达到每秒几千米），使可爆燃料的压力、温度迅速升高（可高达100个大气压和2800℃）。
因此，基于爆震燃烧的发动机可以不用传统的压气机和涡轮部件就能达到对气体进行压缩的目的。与一般喷气发动机相比，它具有以下特点和优点：
（1）由于没有压气机、涡轮等转动部件，结构简单、重量轻、推重比大（大于20），是新一代高推重比军用发动机的理想方案；
（2）等容燃烧（燃烧时容积不变、压力升高），热循环效率高，耗油率低，在民用发动机领域也大有用武之地；
（3）工作范围宽，可在马赫数0~10、高度0~50公里范围内飞行；推力可调，推力范围0.5~5000公斤力。
（4）与冲压发动机不同，可以在地面静止状态起动；
（5）可以使用空气中的氧气或自带氧化剂，能分别以吸气式发动机或火箭发动机方式工作，可以实现空天往返飞行；
（6）由于采用间歇式循环，壁温不高，可采用普通材料，制造成本较低。
图11-7、带预起爆器的PDE结构示意图
目前研究较多的脉冲爆震发动机的结构有两种，一种为旋转阀多燃烧室结构（图11-6），一种为带预起爆器的PDE结构（图11-7）。
脉冲爆震发动机有多种用途，除独立用作动力装置，还可利用爆震燃烧构成外涵PDE涡扇发动机、PDE加力燃烧室（图11-8）、基于PDE的混合循环和组合循环发动机，广泛应用于无人机、靶机、战斗机、高超声速隐身侦察机、战略轰炸机、远程导弹等，对21世纪空间和大气飞行器将产生深刻影响。
爆震燃烧的研究最早可追溯到20世纪40年代。但由于这种燃烧过程的非稳态特性的理解以及理论计算和实验诊断手段的欠缺，因此一直没能取得突破性进展。20世纪80年代中期，随着燃烧计算方法和实验诊断技术的发展，使人们研究实用的PDE推进系统成为可能，PDE的概念进入了实质性发展阶段。
图11-8、PDE加力燃烧室示意图
美国海军研究生院、Adroit公司等机构首先开展了爆震燃烧发动机的理论和实验研究，并定义了脉冲爆震发动机的概念。
20世纪90年代，PDE进入了全面发展时期。除美国外，加拿大、法国、以色列、日本、俄罗斯、瑞典也纷纷投入经费和制定计划，开展PDE的研究。
目前已研制出结构上满足航空航天推进的高频（大于60Hz）脉冲爆震燃烧室，适用于导弹的PDE也已制造出来，并在实验室进行了验证。
美国计划于2003年在SR-71“黑鸟”飞机上进行PDE的飞行试验，2005年对PDRE进行飞行试验，预计2009年发展出可供使用的PDRE。
同一时期，美国空军开始研究下一代侦察/攻击飞行器（有人和无人）及吸气式发动机用PDE。主要研究在涡轮风扇发动机的外涵采用脉冲爆震燃烧，以去掉发动机的加力燃烧室。
理论计算认为，这种发动机的性能明显高于带加力的涡轮风扇发动机，当置于发动机外涵的PDE以100Hz的频率工作时，发动机的推力、耗油率和单位推力都比普通带加力燃烧室的发动机改善一倍。
美国国家航空航天局(NASA)正在开展脉冲爆震发动机技术（PDET）计划，也称革新航空飞行器推进（RPAV）计划。该计划的研究目标是满足全球民用航空运输的要求，使发动机排气污染在10年内减少2/3，在25年内减少4/5；
另外，使旅行成本在10年内减少25%，在25年内减少50%。发展的重点是混合PDE发动机，即在燃气涡轮发动机的主燃烧室采用脉冲爆震燃烧（图11-9），预计在12-15年后（2015年左右）进入工程发展阶段，在2020年后投入应用。
与此同时，NASA的PDRE也取得了很大进展，其目的是发展可用于入轨飞行器、星际飞行器和登月飞行器用的低成本、轻重量的推进系统。
2000年4月，一个小尺寸的PDRE已设计完成并开始进行部件试验。预计2005年将研制出试验用发动机，2009年研制出全尺寸可飞行的发动机。
近年来我国的PDE研究也取得重大突破，有些技术还独具特色，引起国外专家的关注。
图11-9、混合PDE发动机结构示意图
尽管PDE的概念在实验室已得到了验证，并进行了部件试验，但要使这种发动机真正实用，还有以下技术问题需要解决：
（1）爆震的起爆、控制和保持；
（2）液体燃料与氧化剂的雾化、喷射、掺混；
（3）爆震过程的精确控制；
（4）推力矢量控制；
（5）高热通量和热疲劳问题；
（6）进气道和喷管设计技术；
（7）爆震现象的精确理论分析方法和试验技术；
（8）噪声抑制技术；
（9）性能不稳定问题。
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