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脉冲爆震发动机(PDE)是21世纪最有前途的新概念推进系统之一,具有理论热循环效率高,结构简单,适用范围广等优点。目前PDE的工程应用中面临着最重要的问题是阻力损失过大,不能发挥出理想的推力性能。这就需要研究适合PDE工作的低阻进气单向阀门系统和低阻强化燃烧装置,研究提高推力性能的设计方法,本文针对这几方面进行了研究:1)在分析PDE推力增益和阻力构成的基础上,设计了低阻大喉道气动阀PDE。增大喉道面积到爆震管面积的40%~45%后,可使气动阀阻力系数比原来(喉道面积占30%~35%)下降42.7%。2)为了降低强化燃烧装置阻力损失,设计了周向离散狭缝的气动—固体孔板扰流片,在较低的固体堵塞比的条件下增大爆震管内的湍流强度,促进DDT过程。试验了不同压力的空气或氧气作为气动扰流气源的PDE起爆特性,并进行了以燃料/空气的混气作为气动扰流的试验,试验结果表明:空气气动扰流压力比较低时,对爆震波的触发几乎没有促进效果;氧气充入会导致局部富氧及贫燃料,引起爆震管内连续燃烧,在富氧区补充乙烯燃料后有所改进;采用高压空气的气动扰流优于低压空气气动扰流,以高压空气—煤油混气作为气动扰流时,能有效促进DDT过程,爆震管末端压力峰值最高(约1.5MPa),火焰传播速度最高(约1750m/s)。3)为减少燃气的倒流,设计了倒流推力回收装置。利用迷宫去除PDE外阻,在进气压力0.05MPa、频率30Hz的工况下,进行了推力回收试验研究。无推力回收装置时,PDE的平均推力为58.9N;有推力回收装置时,获得了平均105.3N的正向推力,表明推力回收装置可以将部分负推力转化为正推力。4)预估了大喉道气动阀PDE实际工作时膨胀过程的冲量,经验计算了PDE的冷态阻力,给出了不同进气压头下PDE能达到的净推力值。对评价PDE的设计水平进行了初步的探索,为将来PDE的工程设计提供参考。