脉冲爆轰发动机的用途：其与一般的推进技术相比，具有构造简单、效率高、质量轻、比冲大等优点，是21世纪很有潜力的一种推进技术，同时也可以在军事方面大力应用；它可作为导弹、靶机、诱饵机、无人驾驶飞机、无人战斗机的动力，目前正处于紧张的初期研制阶段，在成功地攻克几种关键技术之后，它可以应用于未来的高速导弹、航空飞船、太空探测器和轨道变换器中，还可以进行卫星姿态的调整、航天运输等任务，将给空间运输带来一次。预计，脉冲爆轰发动机将首先用于下一代超音速巡航导弹上。除了军事上的应用潜力外，随着太空旅游的兴起，脉冲爆轰推进技术在航天运载器中也将发挥越来越重要的作用[17]

脉冲爆轰发动机的循环热效率较大程度到了内部因素和外界环境影响；研究哪些因素对脉冲发动机的循环热效率有影响，还有哪些因素至关重要，作为具有较大潜力的推进技术，需要得到进一步的提高和完善，所以对脉冲爆轰发动机燃烧室管壁进行传热分析，找出那些至关重要的影响因素，采取相关有力的措施来提高脉冲爆轰发动机的循环热效率，从而来提高发动机的性能。

1．1  脉冲爆轰发动机的相关研究

1.1.1  国内外的研究现状

1.1.2  脉冲爆轰发动燃烧室壁传热相关的研究

1.2 爆轰的介绍以及脉冲爆轰发动机燃烧室壁的传热过程

爆轰的背景：在20世纪末，法国物理学家贝特洛、维埃耶、马拉尔和勒夏忒列等做过火焰传播实验。他们将金属管内充满可燃的混合气体，然后将管的一端点燃，里面开始燃烧，在燃烧过程中发现燃烧火焰常常以每秒几厘米到几米的低速传播，但是在某些特殊条件下，缓慢的燃烧过程从而就能够转变为高速的特殊燃烧过程，他们称这种现象为爆轰。后来他们发现，固相和液相炸药也能发生爆轰。

爆轰过程是一个包含很多过程的一种特殊小范围性爆炸，它不仅仅一是个流体动力学过程，其实内部还包括众多的复杂化学反应过程，这两者之间的关系也很复杂，相互影响、互相耦合，爆轰还伴随着热、光、电等一系列的效应。爆轰在同周围介质相互作用时，会在周围介质中产生激波或者应力波，推动周围物体运动，甚至对物体造成破坏。人们往往把燃烧（即爆燃）和爆轰两者联系在一起，不然它们之间有很多区别的。爆轰与燃烧之间最明显的区别就在于传播速度的不同，燃烧时火焰传播速度在10-4～10m/s的数量级，小于燃烧物料中的声速；而爆轰波传播速度则在10-3～10-4m/s的数量级，大于物料中的声速。比如，相同化学计量的氢、氧混合物在常压下的燃烧速度为10m/s，而爆轰速度则高达2820m/s。在爆轰过程中，那些内部化学反应能够在极其短的时间内产生相当高的能量，这样一来爆轰的功率也就很大，高效炸药每平方厘米爆轰波阵面的功率高达1010w。这个特点使爆轰成为一种独特的能量转换方式（非一般的化学能转变为热能，再由热能转变为机械能）。关于爆轰的研究包括爆轰的起爆、爆轰波的结构和爆轰波的控制等问题。

图1. 脉冲爆轰发动机实验装置示意图[1]

脉冲爆轰发动机单次的爆轰循环是由下面4个过程组成[4]：（1）爆轰管内充满可爆燃的混合气体；（2）在燃烧室的开口或闭口端燃烧产生出爆轰波；（3）爆轰波在燃烧室内传播后，并在燃烧室的开口端排出；（4）将燃烧后的产物从燃烧室中排出。