脉冲爆震发动机(PDE)是一种利用间歇式或脉沖式爆震波产生的高温、高压燃气来产生推力的新概念发动机,这种发动机具有很高的热循环效率、结构简单、适用范围宽广等优点,很多国家都已经将其列入重点发展的先进推进系统研究计划之中,开展了大量研究。其中自吸气两相脉沖爆震发动机更为接近工程实用,是目前研究的重点。 本文回顾了爆震燃烧和脉沖爆震发动机的研究历史和现状,根据作者对爆震波和脉沖爆震发动机的理解,分析了爆震点火、DDT(deflagration-to-detonation fransiticn)过程、非理想爆震和喷雾两相爆震,对自适应无阀脉沖爆震发动机循环过程和其中的问题提出了自己的看法。通过实验,对多循环两相喷雾爆震特性进行了研究,并根据实验结果分析了制约两相爆震波发动机工作频率的因素,指出着火延迟时间是一个决定性的参数,并提出将爆震循环分为热态和冷态两部分;根据对多循环两相喷雾爆震的实验结果分析,进一步探索了提高PDE循环频率的方法,通过对发动机雾化方式,进气方式和其他结构的优化,实现了67Hz的两相爆震循环;设计加工并调试了500-800N脉冲爆震发动原理机样机,同时研究了收敛、扩张、组合喷管对PDE推力、比帅的影响,其中收敛引射组合喷管性能最佳。在数值模拟方面,采用二维轴对称模型分析了点火能量、障碍物形式对爆震起爆和传播的影响,成功的模拟了爆燃到爆震的转变;采用同样的方法,模拟了多循环爆震引射过程,与试验结果基本吻合,分析了爆震引射的激波压缩加速、射流卷吸、惯性和压差三种作用机制。