张允祯，程 杪，荣光耀，王健平

（北京大学工学院力学与工程科学系，北京 100871）

爆轰是一种激波与波后化学反应区强烈耦合的物理现象。爆轰现象自被发现以来，已受到了广泛的关注，并已形成了相关的研究理论。目前而言，被普遍认可并被广泛应用的爆轰理论主要有两种，分别为C-J理论和ZND模型[1-2]。由于爆轰相较于燃烧具有熵增小、热效率高等特点[3]，因此研究人员也一直致力于将爆轰引入到化学推进系统中，以期实现发动机性能的大幅提升。而近年来，连续爆轰发动机（rotating detonation engine）更是成为国际上研究的热点。

图1为连续爆轰发动机的原理示意图。在发动机运行过程中，在头部进气壁面附近有一道或多道沿圆周方向连续旋转传播的爆轰波头（detonation front），推进剂从头部进气壁面连续不断地喷入燃烧室内，在爆轰波头前形成一个新鲜气体层（fresh gas layer）。在爆轰波头的斜后方附着有一道斜激波（oblique shock wave）和一道接触间断（contact surface），接触间断两侧分别为上周和本周的爆轰产物（burnt gas），高温高压的爆轰产物从尾部高速喷出，从而获得所需的推力。

图1 连续爆轰发动机原理（二维圆柱流场及其展开结构）Fig.1 Schemetic of RDE(2D cylindrical flow field and its unfolding structure)

20世纪50年代末至60年代，Voitsekhovskii[4]和Nicholls等[5]分别对连续爆轰发动机进行了验证性研究。此后由于研究条件的限制，连续爆轰发动机的相关研究陷入近乎停滞的状态，直到Bykovskii等[6]重新在实验上实现了较长时间的连续旋转爆轰。此后世界各地学者们[7-17]对相关领域开展了大量的理论和实验研究。

对于一种推进系统，其能够稳定可靠地运行是研究人员追求的最终目标，因此连续爆轰发动机的稳定性研究是一个不可避免的课题。……