2017-机械设备行业：脉冲爆震发动机，军工航天新心脏_16页_2mb

脉冲爆震发动机：军工航天新心脏

核心内容

脉冲爆震发动机（PDE）是一种基于爆震燃烧原理的新型推进系统，具有高比冲、低油耗、环境友好等显著优势。它被认为是21世纪最有前途的革命性航空航天动力之一，可能成为高超声速飞行器、巡航导弹和无人驾驶飞机的首选动力设备。

主要观点

• 技术原理：PDE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，其工作循环包括混合、激发、传播和排气四个阶段。
• 性能优势：相比传统涡轮喷气发动机和冲压发动机，PDE具有更高的热效率、更低的油耗、更长的使用寿命、更低的污染程度以及更宽的工作范围（马赫数0~12，飞行高度0~5万米）。
• 技术瓶颈：PDE面临四大技术难点：数值模拟与爆震理论研究、起爆控制、燃料与氧化剂的雾化与混合、辅助系统设计。
• 国际发展现状：
  • 美国是PDE研究的领先者，已进行多次试验，包括X-51无人飞行试验机的试飞。
  • 俄罗斯主要研究工业型脉冲爆震反应器，用于磁流体发电等。
  • 日本在2004年完成了“纯”火箭式PDE的试飞。
  • 法国在导弹和无人飞行器领域也有深入研究。
• 中国发展现状：中国PDE技术仍处于原理研究和样机试制阶段，2012年已成功试制第七代航空发动机的PDE样机，推重比达20。西北工业大学在该领域开展了大量研究工作，具备产业化应用的潜力。

关键信息

投资要点

• 行业趋势：随着“新硬件时代”的到来，PDE作为新一代动力装置，具有广阔的应用前景。
• 技术前景：PDE在军工和民用领域均有较大发展潜力，尤其在高超声速飞行器和巡航导弹方面。
• 风险提示：PDE技术突破可能放缓，影响其产业化进程。

技术特点

• 结构设计：包括吸气式PDE和脉冲爆震火箭发动机（PDRE），两者在结构和原理上类似，但氧化剂来源不同。
• 工作循环：混合、激发、传播、排气。
• 性能对比：
  • 冲压发动机：比冲较高，油耗一般，但不能零速启动。
  • 涡轮增压发动机：比冲一般，油耗较高，且维护成本高。
  • 脉冲爆震发动机：比冲高，油耗低，可零速启动，工作范围广，寿命长。

国际研究机构

• 美国：GE、洛·马、普·惠、波音、NASA等机构均有深入研究。
• 俄罗斯：动力机械科研生产联合公司正在研发新型火箭发动机。
• 日本：完成“纯”火箭式PDE试飞，使用乙烯等推进剂。
• 法国：航宇公司和CELERG公司等在导弹和无人飞行器领域开展研究。

中国研究进展

• 研发阶段：2012年第七代航空发动机PDE样机试制成功，推重比达20。
• 科研机构：西北工业大学在PDE领域有大量研究，拥有试验台架。
• 政策支持：在“中国制造2025”背景下，PDE迎来发展机遇。

未来发展趋势

• 技术瓶颈：需要解决起爆控制、燃料与氧化剂混合、数值模拟和辅助系统设计等问题。
• 发展远景：PDE有望成为高超声速飞行器、巡航导弹和无人驾驶飞机的动力装置，对航空航天技术发展具有深远影响。
• 产业化应用：中国希望在军工和民用领域率先实现PDE的产业化应用。

行业评级

• 机械设备：增持（维持）
• 通用机械II：增持（维持）

联系信息

• 研究员：
  • 章诚，执业证书编号：S0570515020001，电话：021-28972071，邮箱：zhangcheng@htsc.com
  • 肖群稀，执业证书编号：S0570512070051，电话：0755-82492802，邮箱：xiaoqunxi@htsc.com
  • 秦瑞，执业证书编号：S0570512070077，电话：021-28972086，邮箱：qinrui@htsc.com
• 联系人：
  • 金榜，电话：021-28972092，邮箱：jinbang@htsc.com
  • 王宗超，电话：010-63211166，邮箱：wangzongchao@htsc.com

免责声明

本报告仅供华泰证券客户使用，不构成买卖建议。报告内容基于公开信息，不保证其准确性或完整性。投资者应自行判断，本公司及作者不承担因使用本报告而产生的任何法律责任。