estatorreactor
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estatorreactor

estatorreactor

motor Jet - dispositivo necesario para el movimiento del empuje generar mediante la conversión de la energía interna del combustible en la energía cinética del chorro de la sustancia de trabajo.

Los motores a reacción clases:

Todos los aviones están divididos en clases 2:

  • chorro de aire - los motores de calor, la oxidación de aire utilizando la energía derivada de la atmósfera. En estos motores, el fluido de trabajo es una mezcla de productos de combustión con el resto del aire de purga.
  • - Rocket motores que están en el tablero contiene todos los componentes necesarios y son capaces de trabajar incluso en el vacío.

estatorreactor - el más simple en el aula de la DMA en el diseño. Se requiere para el funcionamiento del dispositivo de aumento de la presión de frenado está formado por el flujo de aire en sentido contrario.

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proceso estatorreactor Se puede resumir como sigue:

  • En el aire de admisión del motor entra a la velocidad de vuelo, su energía cinética se convierte en la presión interna y el aumento de temperatura. A la entrada de la cámara de combustión y en funcionamiento toda la longitud de la parte observada de presión máxima.
  • El calentamiento del aire comprimido en la cámara de combustión se suministra por oxidación al aire, en el que la energía interna del fluido aumenta de trabajo.
  • Además, el flujo en la boquilla se estrecha, el fluido de trabajo alcanza la velocidad del sonido, y de nuevo durante la expansión - supersónica. Debido al hecho de que el cuerpo operativo se mueve a una velocidad superior a la velocidad del flujo en sentido contrario se crea en el interior del chorro de empuje.

De una manera constructiva estatorreactor es un dispositivo extremadamente simple. En la composición del motor tiene una cámara de combustión en la que el combustible fluye desde las boquillas de combustible y el aire - desde el difusor. La cámara de combustión extremo de entrada a una boquilla que está en expansión cónica.

El desarrollo de la tecnología de propulsor sólido llevó al uso de este combustible en un estatorreactor. La cámara de combustión es un bloque de combustible con un taladro longitudinal central. Pasando a través de la canal, el fluido de trabajo se oxida gradualmente la superficie del combustible se calienta en sí. El uso de combustible sólido simplifica aún más el diseño del motor que comprende: un sistema de combustible se hace innecesaria.

Combustible mixto en su composición difiere de la utilizada en estatorreactor en propelente sólido. Si la mayor parte de la composición de combustible para motor de cohete toma el oxidante, el estatorreactor se utiliza en pequeñas proporciones para activar el proceso de combustión.

El relleno estatorreactor combustible mezclado consiste preferiblemente en un polvo fino de berilio, magnesio, o aluminio. Su calor de la oxidación es mucho mayor que el calor de la combustión de combustibles de hidrocarburo. Como ejemplo de estatorreactor sólida puede llevar refuerzos de crucero antibuque misiles "P-270 Mosquito".

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Empuje estatorreactor depende de que se determine la velocidad de vuelo basado en la influencia de varios factores:

  • Cuanto mayor es el indicador de velocidad, mayor es la velocidad de flujo de aire que pasa a través de la trayectoria del motor, una correspondientemente gran cantidad de oxígeno penetrará en la cámara de combustión, lo que aumenta el consumo de combustible, térmica, y la potencia mecánica del motor.
  • Cuanto mayor sea el flujo de aire a través de la ruta del motor, mayor será generado por el empuje del motor. Sin embargo, hay un cierto límite, la trayectoria de flujo de aire a través del motor no puede aumentarse sin límite.
  • Con el aumento de velocidad del aire aumenta el nivel de presión en la cámara de combustión. Esto aumenta la eficiencia térmica del motor.
  • Cuanto mayor sea la diferencia entre la velocidad de vuelo de la máquina y la velocidad de paso del chorro, mayor es el empuje del motor.

La dependencia de la velocidad del motor estatorreactor empuje de vuelo es el siguiente: hasta el momento en que la velocidad de una tasa mucho más baja de paso del chorro, el empuje aumentará junto con la velocidad de crecimiento de vuelo. Cuando la velocidad de vuelo se aproxima a la velocidad del chorro, de empuje comienza a caer, después de pasar un cierto máximo, en la que existe una velocidad óptima de vuelo.

Dependiendo de los aislados velocidad ramjet tales categorías:

  • subsónicas;
  • supersónico;
  • hipersónico.

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Cada grupo tiene sus propios rasgos distintivos de diseño.

Estatorreactor Subsonic

Este grupo de motores está diseñado para ofrecer vuelos a una tasa igual a la 0,5 1,0 del número de Mach. La compresión de aire para tales frenado del motor se produce en el difusor - expansión de dispositivo de canal a la entrada de flujo.

Estos motores tienen muy baja eficiencia. Al volar a una velocidad de nivel M = 0,5 de aumento de la presión en ellos es 1,186, por lo que la eficiencia térmica ideal para ellos - Sólo 4,76%, y si también tener en cuenta las pérdidas en el verdadero motor, este valor se aproximará a cero. Esto significa que cuando se vuela a velocidades de M <0,5 estatorreactor subsónica inviable.

Pero incluso a la máxima velocidad para el rango subsónico a nivel M = 1 de aumento de presión es 1,89 y la eficiencia térmica ideales - todo 16, 7%. Estos indicadores 1,5 veces menos que la de motores de combustión interna de émbolo, y en 2 veces menos que la de motores de turbina de gas. Turbina de gas y motores de pistón también eficaz para su uso cuando se trabaja en una posición estacionaria. Por lo tanto, una vez que a través de los motores de subsónicas en comparación con otros motores de aviones demostrado no competitivo y actualmente no está disponible comercialmente.

Estatorreactor supersónico

Estatorreactor supersónico diseñado para realizar operaciones en una gama de velocidades 1 <M <5.

Frenado flujo supersónico de gas se lleva a cabo siempre de forma discontinua, formando una onda de choque, llamado una onda de choque. A una distancia de un proceso de compresión de gas onda de choque no es isentrópico. En consecuencia, hay una pérdida de energía mecánica, el nivel de aumento de la presión en su interior menor que en el proceso isentrópico. El más potente es la onda de choque, los mayores son los cambios de caudal en la parte delantera, en consecuencia, una mayor pérdida de presión, a veces llegando 50%.

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Para reducir al mínimo la pérdida de presión, compresión no está dispuesto en una y varias ondas de choque con menor intensidad. Después de cada uno de estos picos de disminuir la tasa de flujo, que sigue siendo supersónica. Esto se consigue si el frente de choque en un ángulo a la dirección de las tasas de flujo. Los parámetros de flujo en los intervalos entre los saltos son constantes.

En el último salto velocidad subsónica alcanza índice, el ulterior proceso de frenado y el aire comprimido se produce de forma continua en el difusor.

Si el dispositivo motor de entrada está dispuesto en la zona de flujo sin perturbaciones (por ejemplo, delante de la aeronave en el extremo delantero o a una distancia suficiente desde el fuselaje a la consola de ala), se ejecuta y completó con asimétrica cuerpo central - aguda "cono" de largo que emerge de la manga. El cuerpo central está diseñado para crear un flujo de aire en los choques oblicuos opuestos que proporcionan compresión de aire y el frenado hasta que entra en el dispositivo de entrada canal especial. dispositivos de entrada presentada se llaman dispositivos de flujo cónico, el aire circula dentro de ellos, formando una forma cónica.

El cuerpo cónico central puede estar equipado con un accionamiento mecánico que permite que se mueva a lo largo del eje del motor y el frenado para optimizar el flujo de aire a diferentes velocidades de vuelo. Dispositivos de entrada de datos se llaman regulado.

Al fijar el motor bajo un ala o la parte inferior del fuselaje, es decir, en la región del efecto aerodinámico de los elementos de estructura de la aeronave utilizando el dispositivo de entrada forma un flujo bidimensional plana. No están provisto de un cuerpo central y tienen una sección transversal rectangular. También se llaman dispositivos de compresión mixtos o internas como a la compresión externa en el presente documento sólo se produce cuando las ondas de choque generadas en el borde de ataque del ala o un cierre de la nariz del avión. Dispositivo de entrada rectangular ajustable capaz de cambiar la posición de las cuñas en el interior del canal.

El rango de velocidad del motor estatorreactor supersónico es más eficaz que en el subsónica. Por ejemplo, en la velocidad de vuelo de M = 3 grado de aumento de presión es 36,7, que está cerca del índice de motores turborreactores y la eficiencia calculada alcanza la perfecta 64,3%. En la práctica, estas cifras son más pequeñas, pero a velocidades en el rango de M = rendimiento 3 5-SPVRD superior a todos los tipos existentes de DMA.

Cuando la temperatura de la 273 flujo de aire no perturbado ° K y aviones velocidad de la temperatura M = 5 del cuerpo de trabajo se ve obstaculizado 1638 ° K a una velocidad de M = 6 - 2238 ° K, y en vuelo real, teniendo en cuenta los choques y la fuerza de fricción es aún mayor.

El calentamiento adicional del fluido de trabajo es problemático debido a la inestabilidad térmica de los materiales estructurales que componen el motor. Por lo tanto, el límite de velocidad para el SPRVD se considera igual a M = 5.

Motor estatorreactor Hypersonic

La categoría de motor estatorreactor hipersónico es el estatorreactor, que opera a velocidades de más 5M. A principios del siglo XXI la existencia de tal motor era simplemente hipotética: no recogido una sola muestra, que han pasado las pruebas de vuelo y confirmó la viabilidad y pertinencia de su producción en serie.

Al entrar en el dispositivo de frenado de aire scramjet se lleva a cabo sólo parcialmente, y durante todo el resto del movimiento de carrera del cuerpo es supersónica. Gran parte de la energía cinética inicial de la corriente se conserva después de la temperatura de compresión es relativamente baja, lo que permite que el fluido de trabajo para liberar una cantidad significativa de calor. Después de la entrada del dispositivo que ejecuta el motor a lo largo de toda su longitud se extiende. Debido a la combustión en un flujo supersónico se calienta fluido de trabajo, se expande y acelera.

Este tipo de motor diseñado para el vuelo en la estratosfera enrarecida. Teóricamente, tal motor se puede utilizar en la re-utilizable portadores nave espacial.

Uno de los principales problemas es organizar la construcción de una combustión scramjet en flujo supersónico.

Diferentes países han iniciado varios programas para la creación de un scramjet, todos ellos están en la etapa de estudios de investigación teórica y pre-laboratorio.

Dónde estatorreactor aplicable

Ramjet no funciona a velocidad cero y el vuelo a baja velocidad. El avión con este motor requiere la instalación de sus unidades auxiliares, el papel de los cuales puede ser un sólido cohetes o aviones portador, se utiliza para arrancar la máquina con un estatorreactor.

Debido a la ineficiencia del motor estatorreactor a bajas velocidades casi inapropiado utilizar los aviones tripulados. Estos motores se utilizan preferentemente para, alas, de un solo uso militar misiles no tripulados debido a su fiabilidad, simplicidad y bajo costo. Motor RAMJET también se usa en los objetivos de vuelo. La competencia de las características de un estatorreactor es sólo el motor de cohete.

El estatorreactor nuclear

Durante la guerra fría entre la URSS y los EE. UU., Se crearon proyectos de motores de chorro de aire de flujo directo con un reactor nuclear.

En unidades tales como una fuente de energía no está realizando una reacción química de combustión de combustible, y el calor generado por un reactor nuclear instalada en lugar de la cámara de combustión. Este aire estatorreactor entra a través del dispositivo de entrada, entra en la región activa del reactor y se enfría la propia estructura se calienta a 3000 K. Además se produce profluvium de la tobera del motor a una velocidad cercana a la velocidad de motores de cohetes perfectos. estatorreactor nuclear destinado a ser incorporado en misiles de crucero intercontinental, portadores de cargas nucleares. Constructores de ambos países han creado pequeños reactores nucleares que caben en el tamaño de un misil de crucero.

En el año 1964, como parte del programa de investigación para ramjet nuclear, Tory y Pluto llevaron a cabo pruebas de fuego estacionarias de ramjet nuclear Tory-IIC. El programa de prueba se cerró en julio 1964, no se realizaron las pruebas de vuelo del motor. La presunta razón de la reducción del programa podría haber sido la mejora de la terminación de los sistemas de misiles balísticos con motores químicos de cohetes, lo que hizo posible realizar misiones de combate sin involucrar motores nucleares.

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