מעבורת Nozzle היא אחד הגורמים הקריטיים ביותר בעיצוב מערכת propulsive, ישירות לקבוע כמה יעיל מנוע להמיר אנרגיה תרמית ולחץ לאנרגיה קינטית.צורה של הפנים nozzle שולט הרחבה והאצה של גזים ממצה, וביצועיו הוא מאוד יחד עם תנאי אטמוספריים של העולם שבו המנוע פועל שינוי דרישות מתחרות על פני גובה, טמפרטורה, לחץ ואפקטים אופטימליים של שיטות פיזיקלינטקטיבית, ולא ניתן למצוא את האפקטים ספציפיים של יעילותופת.

המונחים: nozzle Physics

[ב]הלאבה, נוקד הוא טיהור המזרז נוזל – באופן אטי גז חם, מדכא גבוה - לייצר דחף.הההמרה מלחץ לאנרגיה קינטית נובעת מעקרונות של זרימה דחוסה, שבו אזור חצי-שטח משתנה לאורך הגרון המרבי (FLT:0convergent nozzer nozzofFLT:1, the Zones, a מצטמצם, a מאריך את הגרון עד 1Dcger) ו-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-

(הופנה מהדף [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[1924]]]]

מה זה Nozzle Contouring?

(הופנה מהדף עיצוב מכוון של הקיר הפנימי של נושל מהגרון ליציאה.בניגוד לגיאומטריה קוטורית פשוטה, נלאים משתמשים במשטחים חלקים, רצופים כדי לשלוט בדפוס הגל ההתרחבות ולצמצם את ההפסדים.המטרות הראשוניות הן להשיג התחממות אחידה, זרם ק"מ בטווח היציאה, צמצום צמיחה, עיכוב או לחסל את ההפרדה המודרנית לעתים קרובות:

מבחינה היסטורית, ננופי רקטות מוקדמות היו עיצובים קושרים פשוטים עם חצי סבך של 15-20 מעלות, בעוד קל לייצר, הם סובלים מהפסדים שונים - כ-35% ירידה דחף עקב רכיבים מהירות רדיואקטיבית. contoured nozzles להפחית את ההפסדים האלה ל-1% על ידי הפיכת הזרם בהדרגה והתאמה שלו עם ציר סחרחורת.

השפעה על תנאי אטמוספיר

תנאי אטמוספיריות – רוחב, טמפרטורה ולחץ – משפיעים באופן דרמטי על תהליך ההתרחבות ועל ביצועיו של נושל.נומטרה קבועה ממוטבת למצב עיצוב אחד, בדרך כלל ברמה הים או ואקום.ניתוח עיצוב Off-Off מוביל לגזול או תחת חקירה, צמצום דחף ויעילות. Nozzle contouring יכול להקטין את ההשפעות הללו על ידי התאמת מבנה ההתפשטות, אך עבור ריאציות גדולות, אך נדרשות.

השפעות

(הגדלה של גובה, ירידה בלחץ נוח.בגובה הים, ממוטב לוואקום תהיה מופרכת יתר על המידה, גרימת הפרדה זרימה ונזק מבני אפשרי מעומסי צד.הפך, ננום ברמה הים 3:3 תחת התפשטות גבוהה של כלי רכב, אשר לא ניתן למזער את הדחף הספציפי של דלק (p) עד לצמצום של כלי רכב חסומים רבים, לא ניתן למזער יותר מגובה של 1 ק"מ.

בגובה קיצוני (Narווא), קו המבול חייב להבטיח את זרימת התפוצה להתרחב ללחץ נמוך מאוד ללא הפרדה. Contours עם קצב התרחבות עדין - לחות נמוכה ליד הגרון - עזרה להימנע טיפות לחץ פתאומיות הגורם הפרדה.The FLT:0 Trumpet nozzleFLT:1 ו-FLT:2pello nozzlealphalph 3 הם עבור ספקטרום רחב יותר, עם הרחבה גבוהה טווח רחב טווח רחב היקף.

השפעות טמפרטורה

הטמפרטורה השאפתנית משפיעה על מהירות הקול ותכונות הגז הממצה, אשר בתורו משפיע על יחס ההתרחבות של נובל. בתנאים חמים, הלחץ הממוקד נמוך יותר לגבהים נתונה (בשל התרחבות תרמית), אשר יכול לשנות את ה nozzle לכיוון הגיאומטריה תחת לחץ דם, בתנאי קר יש את ההשפעה הפוכה.

בנוסף, בחירה חומרית עבור מעבורת nozzle היא תלויה טמפרטורה חומרים כמו superalloys מבוסס ניקל או מקרטרית מטריקס הם הכרחי עבור קירות nozzle, במיוחד בגרון שבו נוזל חום הוא הגבוה ביותר. גיאומטריה contour חייב גם לנהל מתח תרמי, עם עקומות חלקה להפחית כתמים חמים ו ⁇ תרמי.

השפעות לחץ והכחשה

לחץ ודחיסות של Ambient קובעים באופן ישיר את מידת ההיקף של יתר או תחת חקירה: Nozzle contouring יכול לשפר את הביצועים עיצוב על ידי צמצום הרגישות לריאציות לחץ.TheFLT:0aerospike nozzle 3DalPSKer 1 הוא דוגמה ראשית: הוא משתמש בספיקאזק מרכזי והמשך מתואם כדי להתאים באופן אוטומטי את ההתרחבות כלחץ מסובך, קרוב לשינויים כגון מפלסיקפית של חומר ניקוי.

בתנאים אטמוספיריים צפופים (גובה נמוך, לחץ גבוה), נוודים מתואמים חייבים לעמוד בפני הפרדה זרימה ועומסי צד קשורים. a-contoured nozzle יהיה עלייה שטח עדין ליד היציאה כדי להימנע מירידה מהירה בלחץ.TheFLT:0 גלגול מלא של מחזור הבעירה 1 מנועים לעתים קרובות להשתמש ללא טורים משולבים עם קירור כדי לשמור על ביצועים בלחץ גבוה.

Nozzle Contour Types and their Trade-offs

  • (ב) [ה]השורה הפשוטה ביותר – סעיף של טיהור קו ישר, עלות נמוכה, אך סובל מאובדן הבדלי 3–5%.
  • (FLT:0)Bell nozzleFLT:1 (Rao contour): קו המאגד הנפוץ ביותר עבור טילים נוזליים ביצועים גבוהים. - 96-99% של דחף קצר מושג על ידי שימוש בעובי פרבולי או השלישי מסדר פולינומי טוב עבור גובה עיצוב יחיד.
  • (ב) ,0 (Dual-bell nozzleFLT:1): שני קווי פעמון בסדרה, עם קיר בנקודת תצפית. בגובה נמוך, הזרם מפריד בנקודת ההשתקפות, נותן יחס ההרחבה קטן יותר יעיל. בגובה גבוה, זרימה מחדש של זרמי ומשתמש בקו המאגד המלא, מתן פיצוי בגובה ללא חלקים נעים.
  • (FLT:0)Aerospike nozzleph:1; השתמש בספיק מרכזי כדי ליצור את פני השטח של ההתרחבות הפנימית; השער החיצוני פתוח לאטמוספירה.הצנרת הממצה באופן אוטומטי להסתגל ללחץ מבולגן.
  • (ב) ,0) ניתן לצרף מספר 1 (ב): בדומה ל-Aerospike, אך עם תקע מוצק.
  • (ב) [ה]: [ה], [ה], [ה],] [ה], [ה], [ה],] ניתן ליישם את הסידורים על פי ההתכנסות (לשפר את אחידות הזרימה ולהפחית את ההפסדים).
  • (FLT:0)Contoured מתכנס סעיף 1FLT: לעתים קרובות להתעלם, הצורה במעלה הזרם של הגרון משפיעה על זרימת אחידות וצמיחת שכבת הגבולות, המשפיעה על יעילות כוללת.

אופטימיזציה של תנאים משתנים

מודרני נוסטל contouring הוא בעיה אופטימיזציה רב-אובייקטיביים.מהנדסים משתמשים ב-CFD בשילוב עם מודלים חלופיים לחקור את חלל העיצוב המוגדר על ידי פרמטרים כגון רדיוס גרון, רדיוס יציאה, קוטור ריפוי, וזווית קיר. Constraints כוללים אורך, משקל, עלות ייצור, עלות קירור יכולת (עבור חרטות קירור מחדש), ו-side-Forastrente עבור מנוע זה חייב לפעול באופן מעט גבוה, עדיין, אך ורק כדי למנוע יציבות נמוכה יותר מאשר בטווח הקצר של רצפה של אטומית גבול אפשרי, ושפל מעט מאוד, ושפל, ושפל, ושפל מעט מאוד, אך ורק על פני , אך ורק על פני , על פני ריבועית, אולי אפילו על פני , ומהירות גבוהה יותר מאשר על פני , ושפל מעט מאוד, על פני רצפה מסוימת, וניתן עדיין גבוהה יותר מטווח קצר יותר, על פני , על פני , על פני , על פני רצפה מסוימת, על פני , על פני קיבולת קירור אפשרי על פני רצפה מסוימת של מנוע אווירואטומה, ניתן עדיין, על פני רצפה מסוימת של מנוע אווירית, על פני רצפה מסוימת, ושפל מעט מאוד, אך ורק על פני השטח

ייצור אדקטיבית (3D הדפסה) מהפכה בקונטורת נוזל על ידי מתן ערוצים קירור מורכבים ופרופילים פנימיים חלק שהיו בעבר בלתי אפשריים להטיל.זה מאפשר קווי מתאר להיות אופטימיזציה אווירודינמי ללא הגבלת על ידי גיאומטריה כלי מאצ'ינג.לדוגמה, FLT:0RL10C-1FalLT 1LT משתמש מנוע 3D מודפס ללא מחוספס על ידי גיאומטריה כלי מאצ'ינג.

במטוס, מזחלות למנועי טורפיאן נועדו למזער את החתימה של רעש וא אינפרא אדום תוך שמירה על דחף.ה-FLT:0chevbron nozzleph:1 (הקצה המשוחרר) הוא תכונה מתכנסת שמקדמת ערבוב כדי להפחית את הרעש; הצורה אינה רק ביציאה אלא משתרעת לתוך פרופיל לא מזוקקים אלה לעתים קרובות אופטימיזציה לשלב ספציפי.

המונחים: Geometry Nozzles

כאשר התנאים האטמוספריים משתנים באופן נרחב, קואומטרי קבוע לא יכול לשמור על ביצועים אופטימליים. nozzles גיאומטרי משתנה לשנות את אזור הגרון, יחסי ההתרחבות, או צורה contour במהלך הטיסה.

  • (FLT:0) תיקון שלThroat-area: נעשה שימוש במנועי קרב סופר-סטוניים (למשל, F100-PW-229) כדי לשלוט בטורבינות אחורית ולהגדיל ביצועים.הנוזל בדרך כלל משתמש בפלילים חופפים כי pivot, שינוי אזורי הגרון והיציאה בו זמנית.
  • (ב) [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]] [[1924]] [[[[1924]] [[1924
  • (ב) [ה]: [ה], [ה], [ה], יש להם קונוס קבוע, אך להשיג הסתגלות בגובה באמצעות בקרת הפרדה זרימה.
  • (FLT:0) וקטורת דחף פלוליטית וקטורינג 1:1; בעוד בעיקר להיגוי, הזריקה הנוזלית יכולה לשנות ביעילות את מסלול ה- nozzle על ידי הזרקת גז לתוך ההתרחבות, שינוי האזור האפקטיבי והפצה של הלחץ.

הגיאומטריה משתנה מגיעה עם עונשים: משקל נוסף, מורכבות מכנית, ודליפה פוטנציאלית.קונטורינג הוא עדיין חשוב להבטיח כי בכל עמדה יש nozzle צורה חלקה ויעילה.פרקים בין סדקים מסובכים ב nozzle iris, למשל, יש לתאם כדי למזער פערים והפסדי ההלם הקשורים.

יישומים אמיתיים

(ב) ,החל על פני מערכות הנעה רבות (בקיצור:0) מנועים טורבינות גזים נדרשים ל-FLT:1 עבור מטוסים מסחריים, ה-Switcht nozzle הוא בדרך כלל קידוד מתכנס פשוט לפעולה תת-קולית (כולל מטוסי קרב בפולנית) ומטוס צבאי, אשר מחסני CD עם גיאומטריה משתנה, הם משתמשים ב-F2rat:2FD2FD5;

מנוע 2FLT (FLT:0) וולקאין (Wolcainmia 2FLT:1 מנוע על אריאן 5 משתמש ב- פעמון כפול של השלב הראשון, המספק ממוצע גבוה יותר מאשר עיצוב פעמון יחיד.TheFLT:2RaptoruaFLT 3 על ידי SpaceX משתמש ב nozzle עם יחס גדול (כ-40:1) ומסתמך על לחץ גבוה כדי למנוע את ה-FDouttlocking ללא טיפול קצר;

ב[[1924]] [[1924]]]] [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]

מסקנה

סיורים נוזלים היא משמעת מגובשת המשלבת את תיאוריית זרימת דחוס, מכניקה מבנית וחומרים מדע כדי למקסם את ביצועי המנוע.צורה של nozzle שולט הרחבה של גזים ממצה, והאינטראקציה שלה עם תנאי אטמוספיריים מבוהלים - טווח, טמפרטורה, לחץ - מבטיח יעילות בעולם האמיתי.