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【火箭发动机|引爆未来的航空!工程师提出一种新型爆震火箭发动机】(图解:由于燃烧室无反压力 , 发动机牺牲了部分推力 。 图源:wikipedia)
而旋转爆震发动机的工作原理与传统的并不相同 。 科赫在华盛顿大学新闻发布会上介绍道:
“旋转爆震发动机采用不同的方式来燃烧推进剂 。 它由同心圆柱体组成 。 推进剂在圆柱体气缸之间的空隙中流动 , 点燃后迅速释放的热量会形成冲击波 。 这种强烈气体脉冲伴随着更高的压力和温度 , 且移动速度比声速还快 。 ”
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由来自华盛顿大学的团队开发的实验性旋转爆震发动机 。(詹姆斯?科赫(James Koch) /华盛顿大学)
然后他们用高速摄像机记录了燃烧过程(每次仅需0.5秒) 。 摄像机以每秒24万帧的速度记录了每次点火 , 研究团队可以借此以慢动作观察燃烧反应的展开 。
科赫表示 , 他与他的同事都认为这种发动机运作良好 。
“这个燃烧过程实际上是一种爆炸 , 但在最开始的启动阶段之后 , 我们看到了一些稳定的燃烧脉冲形成 , 它们继续消耗着可用的推进剂 。 这就产生了高压和高温 , 推动发动机尾部的废气高速排出 , 从而产生推力 。 ”
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(图解:空气从旋转爆震发动机的进口进入 , 通过隔离器时与连续、循环注入并在爆震环处被点燃的燃料混合 。 爆震波阵面概念图用红色表示 。 图源:aviationweek)
随后 , 研究人员开发了一个数学模型来模拟他们在实验中所观察到的情况 。 这一模型是同类模型中的第一个 , 研究团队通过它首次确定了旋转爆震发动机是否稳定 。
虽然这个模型还没有准备好供其他工程师使用 , 但它可以让其他研究团队来评估特定的旋转爆震发动机的性能 。
正如前文所说 , 该发动机的设计有一个缺点 , 那就是它的不可预测性 。 一方面 , 燃烧-驱动冲击的过程会自然导致冲击被燃烧室压缩 , 从而产生推力 。
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另一方面 , 爆炸一旦开始 , 整个过程猛烈且不受控制 。 对于火箭来说 , 这一点是完全不被允许的 。
但科赫解释说 , 这项研究还是成功的 , 因为它对发动机的设计进行了测试 , 并且定量测量了其性能 。 这是良好开端的第一步 , 有助于为旋转爆震发动机的实际开发和真正实现做好准备 。
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