这个比冲的意思就是火箭发动机单位重量的推进剂产生的冲量,当然排气速度越高,这个数字就越大,一般液体火箭的450秒只有氢氧发动机才能达到,如果是煤油机,350秒左右就已经相当不错了,普通的肼类燃料连300秒都不到。
爆震发动机的比冲大约是涡轮风扇发动机的1.5~2倍,这种发动机一旦投入使用,那么它的燃料利用率将会达到极致,装载同等燃料的飞行器航程将会是目前的2倍,成本会大幅度降低,当然全球各国看中的还是它在高超音速领域的应用。
旋转爆震发动机:到底是个什么鬼?上文已经说明了爆震发动机的原理,它是利用燃料与空气混合引爆后以爆轰波向尾喷口扩散来作为推进,前文也说明了这种方式比较节省燃料,因为它可以工作贫燃状态,并且这种发动机结构非常简单,就目前而言主要有几种机构方式:
- 1、多管爆震(PDE);
- 2、旋转爆震(RDE);
- 3、斜激波爆震(ODE);
多管爆震是多根爆震管并联,以一定的频率运行的爆震发动机,因为爆震发动机尽管有燃料利用率高的优势,但如果频率太低,无法形成连续推力,那么这种发动机只能说数据很好但却无法实用,因此要多管并联形成高频连续推力。
多管共喷管爆震发动机
这个所谓的高频至少也得50~80HZ左右,当然管数越多、频率越高则推重比和推力都会增加,因此多管并联就成了趋势。这种多管爆震发动机的缺点是需要连续点火,当然其优势是可以搭配多种结构,其一是可以自吸气与火箭混用:
- 自吸气式PDE
- 火箭式PDE
PDE可以在零速度下启动,到达高空高速后再启动火箭模式,无缝切换,发动机只需一台就能完成从地面起飞到近地轨道,空天飞机的理想动力。而另一种优势则是它可以搭配目前的发动机改善推重比:
- 涡扇外涵道使用PDE;
- 涡喷的加力燃烧室用PDE;
这种工况将大幅改善目前发动机的推重比,也是PDE的一个重要应用,还有则是和冲压发动机以及超燃冲压发动机或者火箭等形成组合动力,类似于RBCC或者TBCC以及TRRE一类组合动力的应用。
涡扇发动机外涵道多管爆震
关于PDE的研究全球多国均有涉入,比如NASA将PDE列为革命性发动机加以大力发展,DARPA以及美国空军、海军也都制订了相应计划支持各研究机构和公司开展PDE研究,海军研究局(ONR)与众多大学开展了PDE的多学科研究创新计划(MURI)。