[科普中国]-新概念发动机-

新概念发动机是指在热力过程、工作方式或使用能源等方面与传统航空发动机有很大区别的新型发动机。

新概念发动机主要有以微机电技术为基础的超微型无人机用涡轮发动机、脉冲爆震波发动机、超燃冲压发动机、多(全)电发动机，以及各种新能源动力。

简介新概念发动机是指在热力过程、工作方式或使用能源等方面与传统航空发动机有很大区别的新型发动机。

超微型涡轮发动机研究美国麻省理工学院正在按军方合同实施一项超微型发动机计划，为各种用途研制超微型发动机，包括功率为10~100W或推力为0.005~0.05daN的涡轮发动机和推力超过1.3 daN的火箭发动机。这里只介绍用于微型无人机用的超微型涡轮喷气发动机1。

美国国防部预研局和陆军在1998年4月与麻省理工学院签订一项合同，要求研制一种用于微型无人机的超微型涡轮喷气发动机。无人机的翼展为127mm，重量为50g。安装一台推力为0.0127daN的涡轮喷气发动机。这种无人机可以以57~114km/h的速度飞行60~120km，每小时使用大约25g甲烷。发动机的最大外部直径为20mm，长30mrn。压气机和涡轮的直径分别为8mm和6mm，涡轮叶片高度只有0.2mm。这样小的发动机将用微机电系统技术。由硅制造。

脉冲爆震波发动机脉冲爆震波发动机(PDE)是一种利用脉冲式爆震波产生推力的新概念发动机。发动机一般由进气道、爆震室、尾喷管、推力壁、爆震触发器、燃料供给和喷射系统以及控制系统组成，具有结构简单、推重比高、耗油率低、工作范围宽和成本低等优点。它在高超声速航空器方面有很好的应用前景2。

PDE的关键技术有爆震燃烧的起爆、控制和保持，燃料和氧化剂的雾化、喷射和掺混设计，PDE与进气道和尾喷管的一体化设计，爆震现象的精确理论分析，以及先进阀门的设计。

超燃冲压发动机超燃冲压发动机(Scramjet)是燃烧室内气流速度为超声速的冲压发动机，适用于Ma=6~25的速度范围，是高超声速航空器、跨大气层飞行器和可重复使用空间发射器的推进装置。从20世纪50年代开始，国外就对Scramjet行研究。在20世纪80年代中期，在国家空天飞机计划下，美国又掀起Scramjet的研究热潮。随着这项过于雄心勃勃的计划的撤消，美国NASA转为实施较为低调的“Hyper-x”计划，其主要目标是发展在飞行条件下超燃冲压发动机技术，然后发展高超声速飞行器和可重复使用的空间发射器的涡轮、亚燃冲压和超燃冲压组合发动机。

多（全）电发动机作为多（全）电发动机的基础和重要组成部分，多（全）电发动机以支承发动机转子的非接触式磁性轴承和发动机轴上安装的内装式整体起动/发电机为核心，配以分布式电子控制系统，为发动机和飞机各个系统提供电驱动。

新能源航空动力未解决石油资源枯竭和环境污染问题，满足某些特种航空器的需要，人们多年来在航空动力方面探索利用新能源，其中主要有太阳能、液氢、燃料电池、微波能和核能。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所