Detonative propulsion

Piotr Wolański

Abstract

A survey of propulsion based on detonation of chemical systems is provided in this paper. After a short historical review, basic schematics of engines utilizing detonation as the combustion mechanism are described. Possible improvement of propulsive efficiency due to detonative combustion which results in a significant pressure increase is presented, and a comparison of deflagrative and detonative combustion is discussed. Basic research on Pulsed Detonation Engines (PDE) and rotating detonations in cylindrical and disk-like chambers for different mixtures is presented. Basic principles of engines utilizing Standing Detonation Waves as well as Ram Accelerators are also provided. Detailed descriptions of PDE as well as Rotating Detonation Engines (RDE) are given. Different implementations of the PDE concept are presented and experimental and theoretical results to date are reviewed. Special attention is given to RDE, since rotating detonation can be applied to all kinds of propulsive engines including rocket, ramjet, turbine, and combined-cycle engines. A survey of detonative propulsion research carried out at different laboratories is presented, and possible future applications of such propulsion systems are discussed. A short note on detonative propulsion using non-chemical energy sources is also given.
Author Piotr Wolański (FPAE / IHE)
Piotr Wolański,,
- The Institute of Heat Engineering
Journal seriesProceedings of the Combustion Institute, ISSN 1540-7489
Issue year2013
Vol34
No1
Pages125-158
Publication size in sheets1.65
Keywords in PolishDetonacja, Napęd, Pulsacyjne silniki detonacyjne; Silniki wykorzystujące wirującą detonację
Keywords in Englishdetonation, Propulsion, Pulse detonation engine, Rotating detonation engine
ASJC Classification1606 Physical and Theoretical Chemistry; 2210 Mechanical Engineering; 1500 General Chemical Engineering
Abstract in PolishW artykule przedstawiono przegląd napędów opartych o proces detonacji chemicznych mieszanin palnych. Po krótkim przeglądzie historycznym opisano podstawowe schematy silników wykorzystujących spalanie detonacyjne. Przedstawione zostały możliwości poprawienia sprawności napędów wynikające z wykorzystania spalania detonacyjnego, które prowadzi do znacznego wzrostu ciśnienia oraz omówiono porównanie spalania deflagracyjnego i detonacyjnego. Przedstawiono podstawowe badania pulsacyjnych silników detonacyjnych (PDE) oraz silników wykorzystujących wirującą detonację w komorach cylindrycznych i w komorach dyskowych dla różnych mieszanin. Zaprezentowano podstawowe zasady wykorzystania detonacji w silnikach ze stacjonarną falą detonacyjną oraz w tzw. Ram Akceleratorach. Są przedstawione szczegółowe opisy silników pulsacyjnych (PDE) oraz silników wykorzystujących wirującą detonację (RDE). Opisano różne układy silników PDE oraz przedyskutowano wyniki ich badań i analiz teoretycznych. Specjalna uwagę poświęcono silnikom RDE, ponieważ wirująca detonacja może być z powodzeniem zastosowana do wszelkiego rodzaju napędów, takich jak silniki rakietowe, strumieniowe, turbinowe oraz silniki wykorzystujące zespolone cykle pracy. Przedstawiono również przegląd badań nad napędami detonacyjnymi prowadzonymi w różnych laboratoriach oraz omówiono ich możliwe zastosowania do przyszłościowych napędów. Również krótko omówiono napędy detonacyjne niewykorzystujące chemicznych źródeł energii
DOIDOI:10.1016/j.proci.2012.10.005
URL http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1540748912004014
Languageen angielski
Score (nominal)40
Score sourcejournalList
ScoreMinisterial score = 40.0, 25-08-2020, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 40.0, 25-08-2020, ArticleFromJournal
Publication indicators GS Citations = 34.0; Scopus SNIP (Source Normalised Impact per Paper): 2014 = 2.973; WoS Impact Factor: 2013 = 3.828 (2) - 2013=3.688 (5)
Citation count*34 (2015-01-15)
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?