典型的脉冲爆震发动机包括进气口、进油口、推力壁点火装置、爆震管和尾喷管几个部分。发动机的工作方式是周期性循环的,一个工作循环包括填充反应物、点火、爆震波形成和传播以及排气四个过程。发动机开始工作时,燃料与氧化剂分别从进油口和进气口同时进入爆震管内,形成可燃混合物;随后在靠近推力壁处点火,形成缓燃燃烧;经过火焰加速过程,缓燃波在较短的距离内转变成爆震波并向出口传播,同时爆震波会使燃烧产物达到较高的压力和速度;随后爆震波传出爆震管,管内的高温高压燃烧产物也将高速排出爆震管,形成推力;当爆震管内的压力降低到一定水平时,反应物重新进入爆震管,发动机进入下一工作循环。为防止填充的反应物被上一周期的燃烧产物提前点燃,可以选择在填充反应物前填充一段隔离气体。
由于爆震燃烧过程具有自增压效果,同时具备很高的燃烧速度和反应物转换速率,接近等容燃烧过程,因此脉冲爆震发动机相对于以缓燃为基础的发动机具备潜在优势,包括更高的热循环效率、结构比较简单(不需要压气机和涡轮)等。
1940年,N.霍夫曼写出了第一个有关脉冲式爆震波发动机的研究报告。2008年1月,美国空军实验室在国际上首次成功进行了以脉冲爆震发动机为动力的挂飞试验,验证了爆震发动机作为载人飞行器主动力的可行性。美国、俄罗斯、中国、法国、日本、波兰、新加坡、加拿大等国均在积极进行脉冲爆震发动机方面的研究。由于脉冲爆震发动机具有独特的优点,在军用和民用等方面有着广阔的应用前景,将成为无人机、靶机、巡航导弹、战略飞机、航天飞机的动力装置。