連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)研究進(jìn)展

欒溟弋，武克文，張樹(shù)杰，王健平

(1.北京大學(xué)，北京 100190；2.北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076)

0 引言

自然界的燃燒現(xiàn)象可以大致分為兩種形式，一是緩燃又稱(chēng)爆燃，二是爆轟。爆轟和緩燃的主要區(qū)別為緩燃依靠熱傳導(dǎo)傳遞熱量給未燃物，爆轟靠激波壓縮傳遞熱量給未燃物。由于爆轟燃燒擁有自壓縮和近似等容的特性，因此熵增小、熱效率高?，F(xiàn)有的化學(xué)噴氣推進(jìn)系統(tǒng)，包括火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等，均使用緩燃的燃燒方式利用燃料中的化學(xué)能。近些年來(lái)，基于爆轟推進(jìn)的研究領(lǐng)域逐漸被重視起來(lái)，尤其是連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)。連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)將爆轟波控制在燃燒室內(nèi)持續(xù)周期性傳播。一次起爆后可以持續(xù)運(yùn)行，相比其他基于爆轟的推進(jìn)概念具有顯著優(yōu)勢(shì)。本文分別就連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、工作模態(tài)和推進(jìn)性能的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 流場(chǎng)結(jié)構(gòu)

連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室構(gòu)型主要分為3種：環(huán)腔型、中空型和圓盤(pán)型，如圖1所示。下面分別從數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)兩方面引述流場(chǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的進(jìn)展。

(a) 環(huán)腔型[1]

(b) 中空型[2]

(c) 圓盤(pán)型[3]圖1 典型連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型Fig.1 Typical configurations of rotating detonation engine

1.1 數(shù)值模擬

由于實(shí)驗(yàn)手段的限制，早期對(duì)流場(chǎng)的研究通常采用數(shù)值模擬的方式，這樣能夠獲得更多的流場(chǎng)細(xì)節(jié)。最早的連續(xù)爆轟數(shù)值模擬結(jié)果由 Zhdan 等通過(guò)一步化學(xué)反應(yīng)二維數(shù)值給出,如圖2所示。Yi等和邵業(yè)濤等之后分別完成了一步反應(yīng)和兩步反應(yīng)的連續(xù)爆轟三維數(shù)值模擬。這一階段，人們已經(jīng)對(duì)連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)最基本的流場(chǎng)特征包括準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)有所理解。

通過(guò)對(duì)忠縣長(zhǎng)江穿越隧道工程防治水施工技術(shù)的闡述，提出了“以防為主、防治相結(jié)合、先探后治、先治后掘”的防治水施工對(duì)策，解決類(lèi)似江底穿越隧道的突水和涌滲水是合理的、可行的。

圖2 最早期連續(xù)爆轟數(shù)值模擬結(jié)果[4]Fig.2 Numerical results of RDE in the early stage[4]

隨著研究人員對(duì)連續(xù)爆轟流場(chǎng)研究的逐漸深入，更多因素包括無(wú)內(nèi)柱、胞格、噴注、尾流等被考慮在內(nèi)。其中 Tang 等做出了無(wú)內(nèi)柱的連續(xù)爆轟數(shù)值模擬。Tsuboi等完成了基元化學(xué)反應(yīng)三維數(shù)值模擬，如圖 3所示，網(wǎng)格可以分辨胞格，詳細(xì)分析了連續(xù)爆轟中橫波的演化。Schwer等考慮了噴注腔和燃燒室的相互作用，研究了不同噴注結(jié)構(gòu)的相互作用機(jī)理，如圖4(a)所示。隨后Schwer 等進(jìn)行了帶有外流場(chǎng)的數(shù)值模擬，研究了連續(xù)爆轟與尾流的關(guān)系，如圖 4(b)所示。李寶星等使用 CE-SE 方法求解了氣液兩相爆轟過(guò)程。

圖3 連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)胞格結(jié)構(gòu)[8]Fig.3 Cellular structures in RDE[8]

(a) 燃燒室與噴注腔相互作用(壓強(qiáng)梯度和平均溫度)[9]

(b) 帶有外流場(chǎng)的連續(xù)爆轟數(shù)值模擬(溫度分布)[10]圖4 美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室數(shù)值模擬結(jié)果Fig.4 Numerical results of RDE from US naval laboratory

隨著計(jì)算條件的提高和研究的深入，更為真實(shí)的數(shù)值模擬逐漸成為研究熱點(diǎn)。Sun 等通過(guò)商業(yè)軟件 Fluent 使用RANS方法進(jìn)行了非預(yù)混數(shù)值模擬，如圖 5(a)所示。Pal等通過(guò)商業(yè)軟件 CONVERGE 使用 LES 方法進(jìn)行了非預(yù)混數(shù)值模擬,如圖5(b)所示。Prakash等使用基于 OpenFOAM 平臺(tái)開(kāi)發(fā)的求解器 UMdetFOAM 進(jìn)行了基于 LES 的非預(yù)混數(shù)值模擬，如圖5(c)所示。新加坡國(guó)立大學(xué)Zhao等也基于OpenFOAM平臺(tái)開(kāi)發(fā)了連續(xù)爆轟流場(chǎng)求解器，并采用LES方法研究了不同噴注尺寸摻混的過(guò)程(圖5(d))。這些模擬都采用幾乎與實(shí)驗(yàn)中燃燒室相同的構(gòu)型，并通過(guò)非預(yù)混數(shù)值模擬，對(duì)摻混過(guò)程和爆轟爆燃共存現(xiàn)象進(jìn)行了研究，為設(shè)計(jì)噴注結(jié)構(gòu)了提供參考。

(a) Sun 等 [12]的計(jì)算域

(b) Pal 等[13]的結(jié)果(各種燃燒形式分布)

(c) Prakash等[14]的結(jié)果(左：放熱率；中： 燃料混合分?jǐn)?shù)；右：未混合參數(shù))

(d) Zhao等[15]仿真的噴注結(jié)構(gòu)圖5 非預(yù)混連續(xù)爆轟數(shù)值模擬Fig.5 Non-premixed RDE simulations

1.2 試驗(yàn)觀測(cè)

縱向脈沖爆轟模態(tài)是一種自發(fā)出現(xiàn)的沿軸向在進(jìn)氣壁面和出口間往復(fù)傳播的爆轟波模態(tài)，多出現(xiàn)于存在出口限制(如喉口、導(dǎo)向葉片)的燃燒室構(gòu)型。早期Bykovskii 等的實(shí)驗(yàn)研究中就觀測(cè)到了這一運(yùn)行模態(tài)。Anand 等在實(shí)驗(yàn)中對(duì)脈沖爆轟模態(tài)做了參數(shù)研究，提出其形成、持續(xù)的影響因素分別為背壓和噴注壓比，并提出了這一現(xiàn)象的機(jī)理。Bluemner等在實(shí)驗(yàn)中使用壓力傳感器和高速攝影觀察了運(yùn)行過(guò)程中的全部模態(tài)，包括旋轉(zhuǎn)爆轟模態(tài)和脈沖爆轟模態(tài)以及組合，實(shí)驗(yàn)表明脈沖爆轟模態(tài)的速度與聲速相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了燃燒室向供氣管路很強(qiáng)的壓力反傳。Bluemner等在實(shí)驗(yàn)中觀察了縱向脈沖爆轟模態(tài),如圖13所示，并對(duì)燃燒室長(zhǎng)度和出口約束對(duì)縱向脈沖爆轟的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示縱向脈沖爆轟可能與軸向聲學(xué)響應(yīng)以及新噴入氣體的點(diǎn)火相互作用相關(guān)，且與反向傳播的壓力波相互作用。研究連續(xù)爆轟波模態(tài)和穩(wěn)定性的最終目的是拓寬連續(xù)爆轟穩(wěn)定工作的參數(shù)范圍，控制相應(yīng)的模態(tài)。目前在這方面的研究以參數(shù)研究為主，主動(dòng)的模態(tài)和穩(wěn)定性控制還不多。Wang 等在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)附加切向噴入反應(yīng)物嘗試誘導(dǎo)多波模態(tài)的產(chǎn)生,如圖14所示。

(a) Naples 等[16] 化學(xué)發(fā)光觀測(cè)結(jié)果

(b) Rankin 等[17]OH 基發(fā)光觀測(cè)結(jié)果

(c) Rankin 等[18]中紅外觀測(cè)結(jié)果

(d) Chacon 等[19]OH 基發(fā)光觀測(cè)結(jié)果

(e) Athmanathan 等[20]化學(xué)發(fā)光觀測(cè)結(jié)果圖6 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)中的連續(xù)爆轟流場(chǎng)Fig.6 Flow fields of RDE in experimental observation

2 模態(tài)和穩(wěn)定性

連續(xù)爆轟波并不總是以穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，而是存在諸多不穩(wěn)定性問(wèn)題。此處分別以準(zhǔn)穩(wěn)定爆轟、同向多波模態(tài)、對(duì)撞模態(tài)和縱向脈沖爆轟模態(tài)分別介紹連續(xù)爆轟模態(tài)和穩(wěn)定性的研究進(jìn)展。

胡四一：我國(guó)現(xiàn)階段實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度主要基于以下考慮：我國(guó)特殊的國(guó)情水情、當(dāng)前嚴(yán)峻水資源形勢(shì)和水資源管理改革的現(xiàn)實(shí)需求。

2.1 準(zhǔn)穩(wěn)定爆轟

準(zhǔn)穩(wěn)定爆轟是指基本穩(wěn)定運(yùn)行的爆轟波存在一些漲落和波動(dòng)的不穩(wěn)定性。周蕊等通過(guò)數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)波頭高度和流量周期性變化，并且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣總壓越大波動(dòng)越大。Li等在以氫氧為燃料的實(shí)驗(yàn)中觀察到爆轟波不穩(wěn)定,按照時(shí)間尺度可分為低頻、中頻和高頻3種，產(chǎn)生機(jī)理可能為聲波、不穩(wěn)定放熱和進(jìn)氣等因素。之后 Anand等對(duì)實(shí)驗(yàn)中觀察到的低頻不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行定量化統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)噴注尺寸和壓力以及燃燒室尺寸等因素對(duì)低頻不穩(wěn)定性有較大影響。隨后的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)低頻不穩(wěn)定性可分為調(diào)幅和調(diào)頻兩種，如圖7所示，形成機(jī)理可能為周向傳播的擾動(dòng)于進(jìn)氣耦合作用。Zhang等使用二維數(shù)值模擬研究了低頻不穩(wěn)定性下的進(jìn)氣不穩(wěn)定性，如圖8所示，指出這種現(xiàn)象是爆轟波和進(jìn)氣相互耦合的作用導(dǎo)致。目前多方的研究表明，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的連續(xù)爆轟(又稱(chēng)低頻不穩(wěn)定性)一般是由連續(xù)爆轟波和進(jìn)氣相耦合造成的震蕩現(xiàn)象。

圖7 Anand 等[25]實(shí)驗(yàn)中觀察到的低頻不穩(wěn)定性Fig.7 Low frequency instability observed in Anand et al.[25]

(a) t=671.5 μs

(b) t=682.7 μs

(c) t=690.8 μs圖8 Zhang 等[26]對(duì)于低頻不穩(wěn)定性機(jī)理的數(shù)值模擬(壓強(qiáng)梯度)Fig.8 Numerical simulation of low frequency instability mechanism(pressure gradient) by Zhang et al.[26]

2.2 同向多波模態(tài)

同向多波模態(tài)是指同向傳播多個(gè)爆轟波的運(yùn)行模態(tài)，這一現(xiàn)象在早期的實(shí)驗(yàn)壓力信號(hào)和高速攝影中就已經(jīng)被很多研究者觀測(cè)到。Suchocki等通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察氫空氣連續(xù)爆轟模態(tài)，發(fā)現(xiàn)流量是同向多波波數(shù)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素。如圖9所示，劉世杰等在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)高速攝影觀察了同向傳播和對(duì)撞模態(tài)，也發(fā)現(xiàn)流量越大同向傳播波頭數(shù)越大。在后期研究中 St George 等在實(shí)驗(yàn)中研究了氫空氣連續(xù)爆轟中同向多波模態(tài)波數(shù)與燃燒室厚度的關(guān)系，給出了預(yù)測(cè)多波的無(wú)量綱參數(shù)，如圖10所示。目前的研究表明，多波模態(tài)的連續(xù)爆轟波一般運(yùn)行更加穩(wěn)定，并且波數(shù)與流量和燃燒室尺寸等因素相關(guān)。

圖9 劉世杰等[28]高速攝影拍攝的多波模態(tài)Fig.9 Multiwave mode of high-speed photography by Liu Shijie et al.[28]

圖10 St George等[29]給出的關(guān)于波數(shù)的判斷模型Fig.10 Judgment model on wave number given by St George et al.[29]

2.3 對(duì)撞模態(tài)

對(duì)撞模態(tài)是指兩個(gè)或多個(gè)爆轟波以相反方向傳播的運(yùn)行模態(tài)。在早期的實(shí)驗(yàn)中,劉世杰等通過(guò)高速攝影發(fā)現(xiàn)爆轟波同向傳播和對(duì)撞傳播兩種模態(tài)。如圖11所示，分析認(rèn)為實(shí)現(xiàn)連續(xù)雙波對(duì)撞傳播過(guò)程的關(guān)鍵為不充分的混合使得爆轟波經(jīng)過(guò)后燃燒室頭部仍然存在混合氣體。Deng等通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究了不同當(dāng)量比、流量、燃燒室長(zhǎng)度下的連續(xù)爆轟模態(tài)和穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)較低的當(dāng)量比會(huì)減少雙波對(duì)撞的可能性。Xia 等使用數(shù)值模擬展示了單波向雙波對(duì)撞模態(tài)的轉(zhuǎn)化，并分析了演化過(guò)程，如圖12所示。目前的研究結(jié)果認(rèn)為多波對(duì)撞模態(tài)的形成與當(dāng)量比和摻混有較大關(guān)聯(lián)，并且往往在流場(chǎng)中出現(xiàn)一些反傳的壓力波，流場(chǎng)中會(huì)有爆轟和爆燃共存的現(xiàn)象發(fā)生。

(a) 再爆震波相對(duì)傳播

(b) 對(duì)撞后形成的透射激波再次增強(qiáng)為爆震波

(c) 在另一側(cè)發(fā)生對(duì)撞圖11 雙波對(duì)撞示意圖[30]Fig.11 Schematic of two wave collision[30]

圖12 雙波對(duì)撞流場(chǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬[32]Fig.12 Numerical simulation of two wave collision flow field structure[32]

2.4 縱向脈沖爆轟模態(tài)

雖然數(shù)值模擬結(jié)果可以提供更多細(xì)節(jié)，但不論物理模型和仿真分辨尺度都無(wú)法與實(shí)驗(yàn)相比，因此通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)得到的對(duì)流場(chǎng)的認(rèn)識(shí)顯得尤其珍貴。2013年 Naples 等利用側(cè)面開(kāi)窗的燃燒室高速攝影拍攝化學(xué)發(fā)光，并經(jīng)過(guò)周期平均得到了連續(xù)爆轟流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的圖像,如圖 6(a)所示。Rankin 等通過(guò)拍攝 OH 基發(fā)光研究了爆轟演化過(guò)程，如圖 6(b)所示。隨后通過(guò)紅外觀測(cè)到了更清晰的斜激波和基礎(chǔ)間斷結(jié)構(gòu)，如圖6(c)所示。Chacon 等也通過(guò) OH 基發(fā)光的方法研究了爆轟波的對(duì)撞過(guò)程,如圖 6(d)所示。Athmanathan 等通過(guò)化學(xué)發(fā)光得到了流場(chǎng)周向和徑向結(jié)構(gòu)，如圖6(e)所示。 這些清晰的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果都為認(rèn)識(shí)流場(chǎng)以及校對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果提供了寶貴的參考。

(a)

(b)圖13 Bluemner等[36]觀測(cè)到的對(duì)撞模態(tài)Fig.13 Experimental observation of collision mode[36]

(a)

(b)

(c)

(d)圖14 Wang 等[37]通過(guò)多孔壁面提高連續(xù)爆轟穩(wěn)定性Fig.14 Wang et al.[37]improved the stability of continuous detonation through porous wall

3 推進(jìn)性能

連續(xù)爆轟流場(chǎng)是與上游高度相關(guān)的流場(chǎng)，噴注直接決定了供氣和摻混效果，并且往往此處的流動(dòng)損失很大，因此噴注對(duì)于連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著不容忽視的影響。Fotia 等實(shí)驗(yàn)研究了不同燃燒室尺寸參數(shù)對(duì)性能參數(shù)的影響，結(jié)果顯示存在一個(gè)最佳性能的設(shè)計(jì)指標(biāo)；且在碳?xì)淙剂系膶?shí)驗(yàn)中，連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)出優(yōu)于脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。Bach 等實(shí)驗(yàn)研究了進(jìn)氣孔縫喉口面積與環(huán)腔面積或出口面積比以及不同噴注和出口包括導(dǎo)向葉片對(duì)性能的影響，如圖15所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)量了總壓來(lái)評(píng)估推進(jìn)性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)特定的工作模態(tài)對(duì)增壓有很大影響。

3.1 噴注

連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)性能是最終的評(píng)估指標(biāo)，以下分別從噴注、構(gòu)型和噴管幾個(gè)方面介紹連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)性能的研究進(jìn)展。

(a)

(b)圖15 Bach 等[39]的燃燒室構(gòu)型Fig.15 Combustion chamber configuration of Bach et al.[39]

3.2 構(gòu)型和噴管

如同其他傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)同樣需要噴管將爆轟波燃燒產(chǎn)生的能量盡可能地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此噴管的設(shè)計(jì)對(duì)于性能有重要的意義。在這方面已經(jīng)有很多數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。

使用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)比較了兩種塞式噴管，相比無(wú)噴管內(nèi)收型塞式噴管可以提高16%的比沖，并優(yōu)于外展型塞式噴管，但在更高的室壓下外展型塞式噴管可能性能更好。

(a) 擴(kuò)張噴管

(b) 擴(kuò)張噴管

(c) 拉伐爾噴管圖16 Shao 等[40]3種噴管燃燒室數(shù)值模擬(壓強(qiáng)分布)Fig.16 Numerical simulation of three nozzle combustors (pressure distribution) by Shao et al.[40]

數(shù)值模擬方面，2010 年 Shao 等通過(guò)數(shù)值模擬研究了3種噴管的性能,如圖16所示，結(jié)果顯示收縮擴(kuò)張噴管的性能表現(xiàn)更佳。Braun 等使用 URANS 數(shù)值模擬了4種擴(kuò)張噴管，結(jié)果顯示進(jìn)氣總壓較小時(shí)直線擴(kuò)張是可以接受的，在高進(jìn)氣總壓時(shí)需要曲線擴(kuò)張噴管。具體的噴管設(shè)計(jì)需要對(duì)應(yīng)具體的工作條件。Schwer 等數(shù)值仿真了帶有截?cái)辔插F的塞式噴管，流場(chǎng)中觀察到強(qiáng)烈的激波反射，同時(shí)驗(yàn)證了塞式噴管的可用性。Harroun 等

Ishihara 等實(shí)驗(yàn)對(duì)比了有無(wú)尾錐對(duì)性能的影響，結(jié)果顯示尾錐對(duì)性能有 6%～10% 的提升。Wang等在氫空氣的實(shí)驗(yàn)中嘗試了不同面積比的塞式噴管，結(jié)果顯示較淺收斂的噴管可以得到加強(qiáng)混合和增強(qiáng)爆轟波的效果。2019 年，Bennewitz 等通過(guò) 300 多次實(shí)驗(yàn)，研究了收縮噴管和燃燒室軸向長(zhǎng)度對(duì)性能的影響,如圖18所示，結(jié)果顯示比沖會(huì)隨收縮程度的增加而增加，并且更短的燃燒室會(huì)有一定的性能提升。Fotia 等實(shí)驗(yàn)研究了塞式噴管的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，包括面積比、膨脹角度和截?cái)嚅L(zhǎng)度等參數(shù)，如圖19所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)噴管設(shè)計(jì)具有重要意義。

圖17 Fotia 等[44] 實(shí)驗(yàn)中4種出口構(gòu)型Fig.17 Four outlet configurations in the experiment of Fotia et al.[44]

實(shí)驗(yàn)研究方面， Fotia 等研究了4種出口構(gòu)型對(duì)性能的影響,如圖17所示，結(jié)果顯示比沖為當(dāng)量比的函數(shù)且在帶尾錐的壅塞噴管中表現(xiàn)較好。

另外特品屋還出售西柵老街上各個(gè)作坊出產(chǎn)的特產(chǎn)，比如宏源泰染坊將藍(lán)印花布與現(xiàn)代成衣技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出許多很多新潮的衣服，符合現(xiàn)代人的審美同時(shí)極富江南特色，也不會(huì)讓人覺(jué)得老土。

此外，當(dāng)2≤n≤5 時(shí)，G.G.Gundersen等〔2-3〕找到了滿足方程（1）的非常數(shù)整函數(shù)解；當(dāng)n=6時(shí)，G.G.Gundersen〔4〕構(gòu)造了滿足方程（1）的非常數(shù)亞純解〔5-6〕。

圖18 Bennewitz 等[47]噴管構(gòu)型的實(shí)驗(yàn)研究Fig.18 Experimental study on nozzle configuration of Bennewitz et al.[47]

圖19 Fotia 等[48]塞式噴管設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)實(shí)驗(yàn)研究Fig.19 Experimental study on design details of aerospike nozzle by Fotia et al.[48]

4 結(jié)論

本文回顧了近些年連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)獲取、工作模態(tài)分析和推進(jìn)性能方面的成果。得益于這些研究，連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的研究已逐漸從概念探索轉(zhuǎn)向機(jī)理研究，并且正在向工程應(yīng)用方向發(fā)展。下一步的研究應(yīng)側(cè)重以下幾個(gè)方面：

1)先進(jìn)光學(xué)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。連續(xù)爆轟波高頻、高溫、高壓、曲面旋轉(zhuǎn)傳播的特點(diǎn)使得精確光學(xué)測(cè)量難度很大。需要利用新興測(cè)量技術(shù)開(kāi)展連續(xù)爆轟物理測(cè)量，對(duì)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和相關(guān)燃燒特性進(jìn)行更詳盡研究。

該電機(jī)為4極12槽結(jié)構(gòu)，按式(5)計(jì)算出斜槽角度為30°。由于電機(jī)的空間限制，定子鐵芯的長(zhǎng)度只有不到13 mm，斜槽之后嵌線會(huì)難度增加，所以槽滿率必須控制在較低的一個(gè)范圍，嵌線困難時(shí)可考慮采取分段槽契。

2)工作模態(tài)(包括爆轟波數(shù)量、方向)的控制。連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)中爆轟波數(shù)目、旋轉(zhuǎn)方向的機(jī)理和控制手段是下一階段研究的重點(diǎn)。由于大部分現(xiàn)有數(shù)值模擬在起爆過(guò)程中的簡(jiǎn)化，這方面的試驗(yàn)研究需要得到重視。

在政府、事業(yè)單位與企業(yè)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，對(duì)大數(shù)據(jù)的人才需要量頗大，特別是隨著智能城市的建設(shè)、政府管理機(jī)制的轉(zhuǎn)變，隨著中國(guó)規(guī)劃從增量式規(guī)劃向存量式規(guī)劃轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)人員需求量隨著設(shè)計(jì)任務(wù)的減少，原有的單純懂工程設(shè)計(jì)的城鄉(xiāng)規(guī)劃人員將會(huì)面臨越來(lái)越大的壓力。而各類(lèi)用人機(jī)構(gòu)普遍需要及懂設(shè)計(jì)又懂計(jì)量分析，特別是會(huì)深入編程發(fā)掘數(shù)據(jù)價(jià)值的復(fù)合型人才，因?yàn)槎嗳瞬诺膹?fù)合團(tuán)隊(duì)，溝通也面臨不順暢，試錯(cuò)成本高，開(kāi)發(fā)節(jié)奏慢的問(wèn)題，只有在復(fù)合型領(lǐng)軍人才的組織下，才能協(xié)調(diào)各方面技術(shù)工種，提高工作效率。

3)基于液氧和液態(tài)碳?xì)淙剂系倪B續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)性能研究。為將連續(xù)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步推向應(yīng)用，亟需開(kāi)展液氧/液態(tài)碳?xì)淙剂涎芯俊上喾€(wěn)定爆轟燃燒、高效率的摻混結(jié)構(gòu)和合理的噴管設(shè)計(jì)是需要攻克的重點(diǎn)。