【行业新闻】美国高校获资研究旋转爆震发动机用新型材料

导读：【据加州大学欧文分校2025年10月8日报道】加州大学欧文分校的研究团队近日获得一项总额200万美元的多学科资助，用于研究旋转爆震发动机所需的新型材料。该资助由美国国家科学基金会（NSF）“设计材料以革新未来”计划(DMREF)提供，旨在推动极端环境下材料科学的突破。

从日常生活的快速物流、GPS导航，到气象预报与卫星通信，美国日益扩大的太空经济正依赖于推进技术的持续进步。旋转爆震发动机作为一项前沿推进技术，相比传统发动机，能更可靠地将卫星送入预定轨道，同时降低燃料消耗与排放。然而，该技术面临的核心挑战在于：如何设计出能承受发动机内部极端工况的材料系统。

加州大学欧文分校材料科学与工程系的Lorenzo Valdevit教授与Daniel Mumm教授、机械与航空航天工程系的Xian Shi助理教授组成的研究团队，提出了《爆震环境下的材料强韧化——面向极端动态热机械性能》课题。该课题获得四年200万美元的资助。全美仅有25支团队获选此项资助。

该项目联合了利哈伊大学与卡内基梅隆大学的研究团队，并得到空军研究实验室及工业界合作方的支持。各方将共同开发能承受高频、高幅值热机械载荷的结构材料系统，重点服务于旋转爆震发动机等推进与动力装置。产学研结合的模式也将促进材料与工具从实验室走向实际工程应用。

旋转爆震发动机通过在环形燃烧室内维持每秒数千米的循环爆震波产生推力。该结构不仅功率密度较传统发动机高出数个量级，还具有效率高、结构紧凑和推重比大等优势。然而，爆震所带来的极端热机械载荷，迄今仍缺乏可靠的材料解决方案，成为其工程应用的主要障碍。

DMREF团队将采用实验、仿真与人工智能/机器学习相结合的系统方法，深入研究先进结构合金在成分与微观结构上的变化，揭示其在RDE极端环境中的损伤与失效机制。

“我们团队中既有长期从事新型热结构合金设计与制造的成员，也有正在搭建RDE试验平台的专家。这为我们与利哈伊大学、卡内基梅隆大学开展跨学科合作提供了坚实基础。”Lorenzo Valdevit教授表示。

Xian Shi助理教授进一步指出：“在旋转爆震发动机面临的诸多挑战中，材料问题是核心所在。能否承受极端环境，既是工程应用的首要瓶颈，也是一个值得深入探索的基础科学问题。”

NSF DMREF计划致力于通过整合实验、计算与数据驱动的方法，推动应对社会重大挑战的先进材料发现、开发与应用，同时促进多学科合作与人才培养。自2012年起，DMREF作为美国“材料基因组计划”的重要组成部分，旨在以更低成本、双倍的速度实现新材料的发现与应用。

来源：中国科协航空发动机产学联合体

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