Pulssiräjähdysmoottori ( IDD ; Pulsating detonation engine , englanti Pulse detonation engine, PDE ) on moottorityyppi , jossa polttoaineen ja hapettimen seoksen palaminen tapahtuu räjäyttämällä , ei syttymällä , kuten tavanomaisissa moottoreissa [1] [ 2] . Tällainen moottori on pulssi, koska sen jälkeen, kun räjähdysaalto on kulkenut polttokammion läpi, polttoaineen ja hapettumisen seos on uusittava.
Toimintaperiaate on samanlainen kuin pulssisuihkumoottoreissa . Räjähdys on aineen palamista, jossa palamisrintama etenee äänen nopeutta nopeammin . Tässä tapauksessa iskuaalto hajoaa aineen läpi , mitä seuraa kemiallinen reaktio, jossa vapautuu suuri määrä lämpöä. Nykyaikaiset lentokoneet ja rakettimoottorit polttavat polttoainetta aliäänenopeuksilla; tällaista prosessia kutsutaan deflagraatioksi .
Teoriassa IDD toimii aliäänenopeuksista hypersonic - nopeuksiin (noin 4-5 Machia) [3] . Ihanteellisella PDE:llä voi olla korkeampi termodynaaminen hyötysuhde kuin suihkuturbiinimoottorilla ja turbopuhallinmoottorilla, koska räjähdysaalto puristaa seoksen nopeammin ja lämmittää sen pienellä tilavuuden muutoksilla tai ei ollenkaan. Tästä syystä monet liikkuvat osat, kuten kompressori , ovat valinnaisia, mikä vähentää painoa ja kustannuksia. Teoreettiset laskelmat ovat osoittaneet, että räjähdyspoltto on 25% tehokkaampi kuin isobarinen sykli , joka vastaa polttoaineen palamista vakiopaineessa, joka toteutetaan nykyaikaisten nestemäisten polttoaineiden moottoreiden kammioissa. Uskotaan, että tällaiset voimalaitokset voivat tuottaa enemmän tehoa ja kuluttavat vähemmän polttoainetta kuin perinteiset suihkumoottorit.
Räjähdysmoottorit jaetaan nykyään kahteen päätyyppiin: pulssi (sykkivä) ja pyörivä (jälkimmäistä kutsutaan myös spiniksi ):
IDD:tä on tutkittu yli 70 vuoden ajan [6] . Tärkeimmät ongelmat: polttoaineen ja hapettimen nopea ja tehokas sekoittuminen, itsestään palamisen estäminen, suuttimen ja ilmanottoaukon integrointi. Ei massatuotantona, mutta useita testimoottoreita esiteltiin hidaskäyntisissä lentokoneissa vuonna 2008.
Heinäkuussa 2016 Venäjällä Energomashin osastolla suoritettiin maailman ensimmäiset kokeellisen räjähdysrakettimoottorin testit.
Amerikkalainen Aerojet Rocketdyne sai joulukuun 2016 lopussa sopimuksen Yhdysvaltain kansalliselta energiateknologialaboratoriolta uuden , pyörivään räjähdysmoottoriin perustuvan kaasuturbiinivoimalaitoksen kehittämiseksi. Uuden asennuksen prototyypin luomiseen johtava työ suunniteltiin valmistuvan vuoden 2019 puoliväliin mennessä, mutta projektin valmistumisaikaa lykättiin. [7]
Vuonna 2021 saatiin päätökseen NPO Energomashissa ( ODK ; kehitteillä Lyulka Design Bureaussa , joka on muodostanut erillisen suunnan tällaisten voimalaitosten tutkimukselle ja kehitykselle) kehitetyn ramjet-pulssiräjäytysmoottorin sytyttimen testauksen ensimmäinen vaihe. Venäjällä malli toimii kerosiinilla ja kaasumaisella [8] ). Joissakin toimintatiloissa moottorin ominaistyöntövoima kasvoi 50 prosenttia perinteisiin voimaloihin verrattuna. Jatkossa sitä käytetään raketti- ja avaruusjärjestelmissä, kiertoratalentokoneissa ja hypersonic lentokoneissa . [9] [10]