机械制造：脉冲爆震发动机 军工航天新心脏

[摘要]

投资要点： 

Google正大举进入机器人(59.58,-2.460,-3.97%)、无人机等各类智能硬件产品；软银、阿里、富士康不久前合资并启动情感机器人Pepper量产计划。这些国际巨头的战略布局，让人们意识到一个新制造、新硬件时代正悄然来临。对于未来，我们的思考是中国是否做好了进入“新硬件时代”的准备？中国高端装备(9636.23,18.310,0.19%)和智能硬件的下一个需求爆发点在哪里？“未来机器”系列报告希望用前瞻性研究视角为您提供以上问题的启发。第二篇，我们聚焦脉冲爆震发动机。 

脉冲爆震发动机（PDE，PulseDetonationEngine）是一种利用间歇式或脉冲式爆震波产生的高温高压燃气来产生推力的动力装臵。

近年来，脉冲爆震发动机受到追捧的原因是能将发动机爆震这一令人不安的状态“变废为宝”：利用混合气体进入燃烧室后，活塞在压缩行程时便将其压缩，火花塞将高压混合气点燃，将其燃烧所产生的压力转换成发动机运转的动力。

作为基于爆震燃烧的新概念发动机，脉冲爆震发动机主要包括吸气式脉冲爆震发动机和脉冲爆震火箭发动机（PDRE）两类。其基本工作循环包括四个部分：1）可爆混合物进入爆震燃烧室充分混合；2）在燃烧室的开口或闭口端加载激发爆震波；3）爆震波在燃烧室内传播并从开口端排除；4）燃烧产物经排气过程排出燃烧室。

作为一种具有燃烧速度快，自增压能力强等特点的新型推进系统，在诸多领域拥有广阔的应用前景：可用作导弹、靶基、诱饵机、无人机的动力，也可用作浆尖喷气旋翼机的动力，未来还可用作军民用飞机甚至是太空飞行器的推进装臵。

脉冲爆震发动机是21世纪最有前途的革命性航空航天动力(20.30,0.700,3.57%)之一，将率先应用于下一代超音速巡航导弹。较之其他发动机，有以下五大突出优势：1）工作方式，分为吸气或自带氧化剂；2）工作方式，可零速启动，马赫数0~12，飞行高度0~5万米；3）性能特点，比冲高，油耗低；4）使用情况，壁温低，噪音小，稳定寿命长；5）污染程度低。

通过了解世界军事实力位列前茅的国家，可以宏观把握脉冲爆震发动机现状。1）美国是世界范围内对脉冲爆震发动机研究时间最长，投入最大的国家，比较耳熟能详的项目有GE、洛〃马、普〃惠、波音、NASA等。2）俄罗斯对脉冲爆震发动机的研究主要为工业型的脉冲爆震反应器，用于磁流体发电等。3）日本完成“纯”火箭式脉冲爆震动力的试飞。

脉冲爆震作为高精尖技术存在四大技术瓶颈：1）深入数值模拟和多部件的爆震模拟理论研究；2）起爆控制；3）燃料与氧化剂的雾化和混合；4）辅助系统设计。

在推进制造业升级和“中国制造2025”的大背景下，脉冲爆震发动机具有较大的研究发展机遇。我国的脉冲爆震发动机技术还处于原理研究和样机试制阶段，2012年第七代航空发动机脉冲爆震发动机样机即已试制成功，希望率先实现脉冲爆震发动机在军工和民用方面的产业化应用。

风险提示：脉冲爆震技术突破放缓。