เครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์ ( PDE ) เป็นระบบ ขับเคลื่อนประเภทหนึ่งที่ใช้คลื่นระเบิดเพื่อเผาไหม้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์^{[ 1 ] [ 2 ]}

เครื่องยนต์ทำงานแบบเป็นจังหวะเนื่องจากส่วนผสมต้องได้รับการเติมใหม่ในห้องเผาไหม้ระหว่างคลื่นระเบิดแต่ละครั้งกับครั้งถัดไป ในทางทฤษฎี เครื่องยนต์ PDE สามารถทำงานได้ตั้งแต่ ความเร็วต่ำกว่า เสียงไปจนถึง ความเร็วเหนือ เสียงประมาณMach 5 การออกแบบ PDE ในอุดมคติจะมีประสิทธิภาพ ทางเทอร์โมไดนามิก สูงกว่าการออกแบบอื่นๆ เช่นเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ตและเทอร์โบแฟนเนื่องจากคลื่นระเบิดจะอัดส่วนผสมอย่างรวดเร็วและเพิ่มความร้อนที่ปริมาตรคงที่ ดังนั้นชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้เช่นแกนหมุนคอมเพรสเซอร์จึงไม่จำเป็นต้องมีอยู่ในตัวเครื่องยนต์ ซึ่งอาจช่วยลดน้ำหนักและต้นทุนโดยรวมได้อย่างมาก ประเด็นสำคัญสำหรับการพัฒนาต่อไป ได้แก่ การผสมเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ การป้องกันการจุดระเบิดเองและการบูรณาการกับช่องรับอากาศและหัวฉีด

ณ เดือนเมษายน 2026 ยังไม่มีการผลิตเครื่องยนต์ PDE ที่ใช้งานได้จริง แต่มีการสร้างเครื่องยนต์ทดสอบหลายเครื่อง และหนึ่งในนั้นได้รับการบูรณาการเข้ากับเครื่องบินสาธิตความเร็วต่ำที่บินด้วยพลังงาน PDE อย่างต่อเนื่องในปี 2008

PDE ได้รับการพิจารณาสำหรับการขับเคลื่อนตั้งแต่ปี พ.ศ. 2483 ^{[ 3 ]}

เที่ยวบินแรกที่ทราบของเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์เกิดขึ้นที่ท่าอากาศยานโมฮาวีแอร์แอนด์สเปซพอร์ทเมื่อวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2551 ^{[ 4 ]} โครงการนี้ได้รับการพัฒนาโดยห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศและ Innovative Scientific Solutions, Inc. เครื่องบินที่เลือกสำหรับเที่ยวบินคือScaled Composites Long-EZ ที่ได้รับการดัดแปลงอย่างมาก ซึ่งตั้งชื่อว่าBorealis ^{[ 5 ]}เครื่องยนต์ประกอบด้วยท่อสี่ท่อที่สร้างการระเบิดแบบพัลส์ที่ความถี่ 80 เฮิรตซ์ สร้างแรงขับได้สูงสุด 200 ปอนด์ (890 นิวตัน) นักพัฒนาเครื่องยนต์ได้พิจารณาและทดสอบเชื้อเพลิงหลายชนิดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ในเที่ยวบินนี้ได้ใช้ออกเทนที่ผ่านการกลั่นแล้วระบบจรวดขนาดเล็กถูกใช้เพื่อช่วยในการยกตัวของ Long-EZ แต่ PDE ทำงานด้วยพลังงานของตัวเองเป็นเวลา 10 วินาทีที่ระดับความสูงประมาณ 100 ฟุต (30 เมตร) เที่ยวบินดังกล่าวเกิดขึ้นที่ความเร็วต่ำ ในขณะที่ความน่าสนใจของแนวคิดเครื่องยนต์ PDE นั้นอยู่ที่ความเร็วสูงมากกว่า แต่การสาธิตแสดงให้เห็นว่า PDE สามารถรวมเข้ากับโครงเครื่องบินได้โดยไม่ประสบปัญหาโครงสร้างจากคลื่นระเบิด 195-200 dB ไม่มีการวางแผนเที่ยวบินเพิ่มเติมสำหรับ Long-EZ ที่ได้รับการดัดแปลง แต่ความสำเร็จน่าจะกระตุ้นให้มีการระดมทุนเพิ่มเติมสำหรับการวิจัย PDE เครื่องบินลำนี้ได้ถูกย้ายไปจัดแสดง ที่ พิพิธภัณฑ์แห่งชาติกองทัพอากาศสหรัฐฯ^{[ 6 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2551 หน่วยงานวิจัยโครงการขั้นสูงด้านการป้องกันประเทศ (DARPA) ได้เปิดตัวBlackswiftซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อใช้เทคโนโลยีนี้ในการทำความเร็วได้ถึง Mach 6 ^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม มีรายงานว่าโครงการนี้ถูกยกเลิกในเวลาต่อมาไม่นาน ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2551

การทำงานพื้นฐานของ PDE คล้ายคลึงกับเครื่องยนต์ไอพ่นแบบพัลส์ในไอพ่นแบบพัลส์ อากาศจะถูกผสมกับเชื้อเพลิงเพื่อสร้างส่วนผสมที่ติดไฟได้ จากนั้นจึงจุดไฟในห้องเปิด การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นจะเพิ่มความดันของส่วนผสมขึ้นอย่างมากจนอยู่ที่ประมาณ 100 บรรยากาศ (10 MPa) ^{[ 8 ]}จากนั้นจึงขยายตัวผ่านหัวฉีดเพื่อสร้างแรงขับ

เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงไหลออกทางด้านหลัง ซึ่งจะช่วยผลักเครื่องบินไปข้างหน้า จึงมีการใช้บานเกล็ดหลายชุดเพื่อปิดกั้นด้านหน้าของเครื่องยนต์ การปรับแต่งช่องรับอากาศอย่างระมัดระวังจะช่วยให้บานเกล็ดปิดในเวลาที่เหมาะสม เพื่อบังคับให้อากาศไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้นผ่านเครื่องยนต์ การออกแบบเครื่องยนต์ไอพ่นแบบพัลส์บางแบบใช้โพรงเสียงสะท้อนที่ปรับแต่งแล้วเพื่อสร้างการทำงานของวาล์วผ่านการไหลของอากาศในระบบ การออกแบบเหล่านี้มักมีลักษณะเป็นท่อรูปตัว U เปิดทั้งสองด้าน

ไม่ว่าจะเป็นระบบใดก็ตาม เครื่องยนต์ไอพ่นแบบพัลส์มีปัญหาในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ ขณะที่เชื้อเพลิงเผาไหม้และขยายตัวเพื่อสร้างแรงขับ มันก็จะดันเชื้อเพลิงที่ยังเผาไหม้ไม่หมดไปทางด้านหลัง ออกจากหัวฉีด ในหลายกรณี เชื้อเพลิงบางส่วนจะถูกดีดออกมาก่อนที่จะเผาไหม้หมด ซึ่งเป็นสาเหตุของเปลวไฟที่เห็นได้ชัดเจนบนระเบิดบิน V-1และเครื่องยนต์ไอพ่นแบบพัลส์อื่นๆ แม้กระทั่งภายในเครื่องยนต์ ปริมาตรของส่วนผสมก็เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ซึ่งทำให้การแปลงเชื้อเพลิงเป็นพลังงานที่ใช้ได้ไม่มีประสิทธิภาพ

เครื่องยนต์เจ็ททั่วไปทั้งหมดและเครื่องยนต์จรวดส่วนใหญ่ทำงานโดยอาศัยการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างรวดเร็วแต่ความเร็วต่ำกว่าเสียง เครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์เป็นแนวคิดที่กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาอย่างจริงจังเพื่อสร้างเครื่องยนต์เจ็ทที่ทำงานโดยอาศัยการระเบิดเชื้อเพลิงด้วยความเร็วเหนือเสียงเนื่องจากการเผาไหม้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจึงไม่มีเวลาขยายตัวในระหว่างกระบวนการนี้ ดังนั้นจึงเกิดการเผาไหม้ที่ปริมาตรคงที่ เกือบตลอดเวลา การเผาไหม้ที่ปริมาตรคงที่นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าการออกแบบแบบวงจรเปิด เช่นกังหันก๊าซซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่ สูงกว่า

เนื่องจากกระบวนการเผาไหม้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว การติดตั้งบานเกล็ดเชิงกลเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพตามที่ต้องการจึงทำได้ยาก โดยทั่วไปแล้ว PDE จะใช้ชุดวาล์วเพื่อควบคุมจังหวะของกระบวนการอย่างระมัดระวังแทน

งานวิจัยเกี่ยวกับเครื่องยนต์ PDE ส่วนใหญ่มีลักษณะทางทหาร เนื่องจากเครื่องยนต์นี้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาเครื่องบินลาดตระเวน ความเร็วสูงระยะไกลรุ่นใหม่ ที่สามารถบินได้สูงพอที่จะอยู่นอกระยะของระบบป้องกันภัยทางอากาศในปัจจุบัน ในขณะเดียวกันก็มีระยะทำการที่ไกลกว่าSR-71 อย่างมาก ซึ่งต้องใช้ฝูงบินสนับสนุนการเติมเชื้อเพลิงจำนวนมาก

ความยากลำบากที่สำคัญในเครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์ ได้แก่ การทำให้เกิดการระเบิดแบบหยุดทันที (DDT) โดยไม่ต้องใช้ท่อที่ยาวจนทำให้ใช้งานได้ยากและก่อให้เกิดแรงต้านต่อเครื่องบิน (การเพิ่มส่วนโค้งรูปตัว U เข้าไปในท่อจะทำให้คลื่นระเบิดดับลง) การลดเสียงรบกวน (มักถูกอธิบายว่ามีเสียงเหมือนเครื่องเจาะถนน) และการลดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงที่เกิดจากการทำงานของเครื่องยนต์

หากทั้งเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์ถูกบรรทุกโดยยานพาหนะ เครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์จะไม่ขึ้นอยู่กับชั้นบรรยากาศและสามารถใช้ในการบินอวกาศได้ เมื่อวันที่ 26 กรกฎาคม 2564 (UTC) องค์การอวกาศญี่ปุ่นJAXAได้ทดสอบเครื่องยนต์จรวดระเบิดแบบพัลส์ในอวกาศสำเร็จในการบินจรวดสำรวจS-520 ^{[ 9 ]} ขั้นบนของจรวดใช้เครื่องยนต์ระเบิดแบบหมุน (RDE) เป็นเครื่องยนต์หลัก และใช้เครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์รูปตัว S เพื่อลดการหมุนของขั้นหลังจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์หลัก PDE ทำงานสามครั้งในการบิน รวมเป็น 14 รอบ^{[ 10 ]}

• การขับเคลื่อนด้วยแรงนิวเคลียร์
• เครื่องยนต์ระเบิดแบบหมุน
• สแครมเจ็ต
• เจ็ทแรงดันกลูฮาเรฟฟ์
• เครื่องบินออโรร่า

• บริษัท อินโนเวทีฟ ไซเอนซ์ โซลูชั่นส์ จำกัด
• เครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์
• วิทยาศาสตร์ยอดนิยม
• สิทธิบัตรระบบขับเคลื่อนไอพ่นแบบระเบิดเป็นจังหวะ ปี 1952 โดยวิลเลียม บอลเลย์
• อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากเลเซอร์ สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา ออกให้เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม 1996 โดย บอยด์ บี. บุชแมน
• ตัวเลือกการขับเคลื่อนด้วยการระเบิดแบบพัลส์
• บันทึกของ DARPA เดือนพฤษภาคม 2552 เกี่ยวกับ PDE
• PDE (เครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์)
• เครื่องยนต์ระเบิดแบบพัลส์
• เครื่องยนต์ใหม่สำหรับความเร็วเหนือเสียงและไฮเปอร์โซนิก โดย DRDO | The PDEs