吸气式脉冲爆震发动机进气系统实验

吸气式脉冲爆震发动机是一种利用周期性爆震波产生推力的脉冲式喷气发动机，其核心工作原理是利用间歇产生的爆震波产生高温高压燃气。与传统的喷气发动机相比，吸气式脉冲爆震发动机的主要优点在于其爆震燃烧过程非常迅速，能够产生更大的能量密度。根据氧气的来源不同，脉冲爆震发动机可以分为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。PDE主要用于大气层内的飞行，因为它从空气中获得氧化剂；而PDRE则适用于外层空间飞行，因为它自带氧化剂。 在吸气式脉冲爆震发动机的研发过程中，进气系统的设计至关重要，因为它直接影响到发动机的性能和运行效率。进气系统包括进气道、混合室、点火室和爆震室，必须能够高效地将空气吸入并和燃料混合。在实验中，研究者设计并制造了一个吸气式无阀脉冲爆震发动机模型机，其进气系统可以模拟亚音速自由来流的条件。 实验中对不同进气系统下的总压恢复系数、流量系数和流动阻力进行了测量。这些参数对于评估进气系统的性能至关重要，因为它们决定了发动机能够从空气中吸入多少空气、空气与燃料的混合效率以及整体的流动特性。在实验中，研究者采用了起爆性较差的汽油和空气作为推进剂，并且使用低于50mJ的点火能量实现了多种进气系统下模型机的多循环单级起爆。这样的实验结果表明模型机的起爆性能良好，能够在较低能量的点火条件下正常工作。 实验还研究了爆燃向爆震转变过程（DDT）以及操作频率对模型机压力时域变化的影响。DDT过程对于脉冲爆震发动机的工作至关重要，因为它决定了能否在发动机内部成功转换为爆震模式。研究者发现，在P6点（即点火器的位置）处，压力峰值的振荡随着操作频率的增加而增强。此外，DDT的完成发生在P6之前，DDT距离大约为0.9米。 进气道技术是实现吸气式脉冲爆震发动机的另一个关键问题。将非稳态的PDE和稳态的进气道结合起来是一项挑战。在这方面，Butuk等人认为，关键问题之一是如何将非稳态的PDE和稳态的进气道结合起来。Yang等人进行了一系列的数值模拟来研究PDE进气道内的气动性能和对下游扰动的响应。Falempin则通过单次试验来研究相关问题。 吸气式脉冲爆震发动机进气系统实验的研究为这一新型发动机的发展提供了重要的实验数据和技术支持。通过设计和制造包括进气系统在内的模型机，测量关键参数，并分析DDT过程和操作频率的影响，研究者能够更好地理解这种发动机的工作特性，为未来的设计优化和性能提升奠定了基础。