moteur de Ramjet

Moteur Jet - périphérique requis pour le mouvement de la poussée générer en convertissant l'énergie interne en énergie cinétique du jet de la substance active de carburant.

Classes moteurs de jet:

Tous les moteurs à réaction sont divisés en classe 2:

• Jet - moteurs thermiques, oxydation à l'air en utilisant l'énergie provenant de l'atmosphère. Dans ces moteurs le fluide de travail est un mélange de produits de combustion avec le reste de l'air de purge.
• Rocket - moteurs à bord qui contient tous les composants nécessaires et sont en mesure de travailler même dans le vide.

Statoréacteur - le plus facile dans la structure de classe de la DCE. Nécessaire pour faire fonctionner l'appareil une augmentation de la pression générée par le freinage de la circulation de l'air venant en sens inverse.

Workflow statoréacteur peut être résumée comme suit:

• Dans l'entrée du moteur à partir de l'air entre la vitesse de vol, son énergie cinétique est transformée à la pression interne et l'élévation de température. A l'entrée de la chambre de combustion et sur toute la longueur de la partie d'écoulement il existe une pression maximale.

• Le chauffage de l'air comprimé dans la chambre de combustion se produit par l'oxydation de l'air d'alimentation avec le fluide de travail augmente l'énergie interne.
• En outre, l'écoulement est rétrécie dans une buse, le fluide de travail atteint la vitesse du son, et de nouveau lors de l'expansion - supersonique. En raison du fait que l'organe d'actionnement se déplace à une vitesse supérieure à la vitesse de l'écoulement venant en sens inverse est créé au sein de la poussée du jet.

D'une manière constructive statoréacteur est un dispositif extrêmement simple. Dans la composition du moteur a une chambre de combustion dans laquelle le carburant coule à partir des buses à combustible et l'air - à partir du diffuseur. La chambre de combustion extrémité d'entrée jusqu'à une buse qui est conique-expansion.

Le développement de la technologie de propergol solide a conduit à l'utilisation de ce carburant dans un statoréacteur. La chambre de combustion est un élément combustible avec un alésage longitudinal central. En passant à travers le canal, le fluide de travail est progressivement oxyde la surface du combustible se réchauffe. L'utilisation de combustible solide simplifie en outre la conception du moteur, comprenant: un système de carburant devient inutile.

Combustible mixte dans sa composition diffère du statoréacteur utilisé dans propergol solide. Si plus de la fusée composition de carburant pour moteur prend l'oxydant, le statoréacteur est utilisé en de faibles proportions à activer le processus de combustion.

Le statoréacteur à combustible mixte de remplissage est de préférence constitué d'une fine poudre de béryllium, le magnésium ou l'aluminium. Leur chaleur d'oxydation est beaucoup plus importante que la chaleur de combustion de combustibles hydrocarbonés. Comme un exemple de statoréacteur solide peut conduire boosters croisière missile anti-navire "P-270 Mosquito."

Ramjet poussée dépend de la vitesse de vol est déterminée sur la base de l'influence de plusieurs facteurs:

• Plus l'indicateur de vitesse est grande, plus le débit d'air passant à travers le trajet de la machine, une manière correspondante grande quantité d'oxygène pénètre dans la chambre de combustion, ce qui augmente la consommation de carburant, thermique, et la puissance mécanique du moteur.
• Plus le débit d'air à travers le trajet du moteur est élevé, plus sera généré par la poussée du moteur. Cependant, il existe une certaine limite, le chemin d'écoulement d'air à travers le moteur ne peut pas être augmentée sans limite.
• Avec l'augmentation de la vitesse augmente le niveau de pression dans la chambre de combustion. Cela augmente le rendement thermique du moteur.
• Plus la différence entre la vitesse de vol de la machine et la vitesse de passage du jet, plus la poussée du moteur.

La dépendance de la vitesse du moteur de poussée de statoréacteur de vol est comme suit: jusqu'à l'instant où la vitesse d'un taux beaucoup plus faible de passage du jet, la poussée augmente avec la vitesse de vol de croissance. Lorsque la vitesse de vol se rapproche de la vitesse du jet, la poussée commence à tomber, après avoir passé un certain maximum, dans lequel il ya une vitesse optimale de vol.

Selon la vitesse statoréacteurs isolé ces catégories:

• subsonique;
• supersonique;
• hypersonique.

Chaque groupe a ses propres caractéristiques de conception.

Statoréacteur Subsonic

Ce groupe de moteurs est conçu pour offrir des vols à un taux égal à la 0,5 1,0 du nombre de Mach. Comprimer de l'air à un tel frein moteur se produit dans le diffuseur - expansion dispositif à canal à l'entrée d'écoulement.

Ces moteurs ont un rendement extrêmement faible. En volant à une vitesse de M = 0,5, le niveau d'augmentation de la pression en eux est de 1,186, c'est pourquoi le rendement thermique idéal pour eux n'est que de 4,76%, et si nous prenons également en compte les pertes dans un moteur réel, cette valeur se rapprochera de zéro. Cela signifie qu'en volant à des vitesses M <0,5, le statoréacteur subsonique est inopérant.

Mais, même à la vitesse maximale pour le domaine subsonique au niveau M = 1 d'augmentation de pression est 1,89, et l'efficacité thermique idéal - tout 16, 7%. Ces indicateurs 1,5 fois inférieure à celle des moteurs à combustion interne à piston, et en 2 fois inférieure à celle des moteurs à turbine à gaz. Turbine à gaz et les moteurs à pistons pour une utilisation aussi efficace lorsque l'on travaille dans une position stationnaire. Par conséquent, une fois par le biais des moteurs subsoniques en comparaison avec d'autres moteurs d'avions prouvé non compétitive et est actuellement pas disponible dans le commerce.

Statoréacteur supersonique

Les statoréacteurs supersoniques sont conçus pour voler dans la plage de vitesse 1 <M <5.

Freinage écoulement supersonique de gaz est toujours effectuée de façon discontinue, formant une onde de choc, appelé une onde de choc. À une distance d'une compression de gaz de traitement par ondes de choc, il est pas isentropique. Par conséquent, il y a une perte d'énergie mécanique, le niveau de pression dans celui-ci une augmentation plus faible que dans le processus isentropique. Le plus puissant l'onde de choc, plus les changements de taux d'écoulement à l'avant, par conséquent, une plus grande perte de pression, atteignant parfois 50%.

Pour réduire au minimum la perte de pression, la compression est disposé dans un pas et de plusieurs ondes de choc avec une intensité plus faible. Après chacune de ces pointes de diminuer la vitesse d'écoulement, qui reste supersonique. Ce résultat est obtenu si le front de choc à un angle par rapport à la direction de débits. Les paramètres d'écoulement dans les intervalles entre les sauts sont constants.

Dans le dernier saut vitesse subsonique atteint index, la poursuite du processus de freinage et de l'air comprimé se produit en permanence dans le diffuseur.

Si le dispositif de moteur d'entrée est disposé dans la zone d'écoulement non perturbée (par exemple, avant de l'aéronef à l'extrémité avant ou à une distance suffisante par rapport au fuselage à la console d'aile), elle est exécutée et achevée avec le corps central asymétrique - « cône » aigu longue sortant du manchon. Le corps central est conçu pour créer un flux d'air dans les chocs obliques opposées qui assurent la compression de l'air et de freinage jusqu'à ce qu'il pénètre dans le dispositif d'entrée de canal spécial. des dispositifs d'entrée sont présentés sont appelés dispositifs d'écoulement coniques, l'air circule à l'intérieur entre eux, formant une forme conique.

Le corps conique central peut être équipé d'un entraînement mécanique qui lui permet de se déplacer le long de l'axe du moteur et de freinage pour optimiser le flux d'air à des vitesses de vol différents. Dispositifs d'entrée de données sont appelés réglementé.

Lors de la fixation du moteur sous une aile ou le fond du fuselage, à savoir dans la région de l'effet aérodynamique des éléments de structure de l'aéronef en utilisant le dispositif d'entrée forme un flux à deux dimensions à plat. Ils ne sont pas pourvu d'un corps central et ont une section transversale rectangulaire. Ils sont également appelés dispositifs de compression mixtes ou internes à la compression externe survient ici que lorsque les ondes de choc générées au niveau du bord d'attaque de l'aile ou une fermeture du nez de l'avion. Dispositif rectangulaire d'entrée réglable capable de changer la position des coins à l'intérieur du canal.

La gamme de vitesse de moteur statoréacteur supersonique de est plus efficace que dans la subsonique. Par exemple, sur la vitesse de vol de degré M = 3 d'augmentation de pression est 36,7, qui est proche de l'indice des turboréacteurs et l'efficacité calculée atteint la parfaite 64,3%. Dans la pratique, ces chiffres sont plus petits, mais à des vitesses de la gamme M = performances 3-5 SPVRD supérieur à tous les types de DCE existants.

Lorsque la température de l'273 tranquille de débit d'air ° K et avions vitesse température M = 5 du corps de travail est entravé 1638 ° K à une vitesse de M = 6 - 2238 ° K, et en vol réel, en tenant compte des chocs et la force de frottement est encore plus élevé.

Un réchauffement supplémentaire du fluide de travail est problématique en raison de l'instabilité thermique des matériaux structurels qui composent le moteur. Par conséquent, la vitesse maximale pour SPVRD est considérée comme M = 5.

Statoréacteur hypersonique

La catégorie des statoréacteur hypersonique est le statoréacteur, qui fonctionne à des vitesses de plus 5M. Au début du XXI e siècle l'existence d'un tel moteur était une simple hypothèse: pas recueilli un seul échantillon, qui aurait subi des tests de vol et a confirmé la faisabilité et la pertinence de sa production en série.

En entrant dans le freinage à air de combustion supersonique de l'appareil est effectuée que partiellement, et dans le reste du mouvement de course du corps est supersonique. Une grande partie de l'énergie cinétique initiale de l'écoulement est maintenue après que la température de compression est relativement faible, ce qui permet au fluide de travail pour libérer une quantité importante de chaleur. Après l'entrée du dispositif du fonctionnement du moteur sur toute sa longueur se prolonge. En raison de la combustion dans un écoulement supersonique est chauffé fluide de travail, il se dilate et accélère.

Ce type de moteur conçu pour le vol dans la stratosphère raréfié. Théoriquement, un tel moteur peut être utilisé sur des supports réutilisables engin spatial.

Un des principaux problèmes est d'organiser la construction d'une combustion supersonique de l'écoulement supersonique.

Différents pays ont lancé plusieurs programmes pour la création d'une combustion supersonique, ils sont tous à l'étape des études, de recherche théorique et pré-laboratoire.

Où statoréacteur applicable

Statoréacteur ne fonctionne pas à la vitesse zéro et le vol à basse vitesse. L'avion avec ce moteur nécessite l'installation de ses entraînements auxiliaires, dont le rôle peut être un solide boosters, ou avion porteur, est utilisée pour démarrer la machine avec un statoréacteur.

En raison de l'inefficacité du statoréacteur à basse vitesse presque inapproprié d'utiliser les avions pilotés. Ces moteurs sont utilisés de préférence pour, ailes, les missiles militaires sans pilote à usage unique en raison de sa fiabilité, la simplicité et le bon marché. Statoréacteur est également utilisé dans les objectifs de vol. Compétition sur les caractéristiques d'un statoréacteur est que le moteur-fusée.

Le statoréacteur nucléaire

Pendant la guerre froide entre l'URSS et les États-Unis, des projets de statoréacteurs à réaction avec réacteur nucléaire ont été créés.

Dans les unités telles qu'une source d'énergie ne soit pas la réalisation d'une réaction chimique de combustion de carburant, et la chaleur produite par un réacteur nucléaire installé à la place de la chambre de combustion. Cet air de statoréacteur entrant par le dispositif d'entrée, entre dans la région active du réacteur et se refroidit la structure elle-même est chauffée à 3000 K. En outre, il se produit profluvium de la tuyère du moteur à une vitesse proche de la vitesse de moteurs de fusée parfaits. statoréacteur nucléaire destiné à être installé dans des missiles de croisière intercontinentaux, porteurs de charge nucléaire. Constructors dans les deux pays ont créé de petits réacteurs nucléaires qui correspondent à la taille d'un missile de croisière.

En 1964, dans le cadre des programmes de recherche sur les statoréacteurs nucléaires, Tory et Pluton ont effectué des essais de mise à feu stationnaire du statoréacteur nucléaire Tory-IIC. Le programme d'essais a été clôturé en juillet 1964 et les essais en vol du moteur n'ont pas été effectués. La raison présumée de la réduction du programme pourrait être l’amélioration de l’équipement des missiles balistiques avec des moteurs chimiques de fusée, ce qui a permis de mener des missions de combat sans faire intervenir des statoréacteurs nucléaires.